一种毫米波两跳蜂窝网络性能评估方法转让专利
申请号 : CN202010559059.X
文献号 : CN111770502B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 高誉菡 , 魏宁 , 岳光荣 , 张忠培
申请人 : 电子科技大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种毫米波两跳蜂窝网络性能评估方法,所述毫米波两跳蜂窝网络包括基站、中继用户和目的用户,其中中继用户用于信号发送与接收,基站发送信号,目的用户接收信号;
其特征在于,所述性能评估方法包括以下步骤:S1、获得基站到中继用户的链路覆盖率:其中τ为覆盖率公式自变量的信干噪比阈值, 表示基站到中继用户距离的pdf函数:
其中d1代表基站到中继用户的距离,λb为基站密度,c1,β1均为参数,表达式为:2
β1=2λ01E[R1],R1为蜂窝链路中阻塞半径,E[.]表期望,λ01为蜂窝链路中阻塞密度;定义Di,i=1,2,3,4为d1和τ的函数:其中, 分别代表基站和用户的半波长波束宽度,基站的主瓣增益和旁瓣增益分别2
为 和 中继用户的主瓣增益和旁瓣增益分别为 和 σ为包含了发射功率的噪声功率,A,α为毫米波路径损耗模型中的参数,标准毫米波的路径损耗模型如下PL=A1 log10(d)+A2+A3 log10(fc)+X(dB)其中d表示发射端到接收端的距离,fc代表载波频率,A1包含了路径损耗指数,A2表示截距,A3描述了路径损耗的频率依赖性,X是环境因素的参数,有根据d1的取值有四种情况:情况一:d1
S2、获得中继用户与目的用户所建立的D2D链路的覆盖率:其中d2代表中继到目的用户链路的距离,λr代表中继密度,x为积分变量;S(.)函数的表达式为
其中rmax,rmin表示阻塞半径的上下界,r代表阻塞半径, 表示蜂窝链路中服务基站到中继用户距离的概率密度函数,λ0代表阻塞密度,θ代表基站‑中继链路和中继‑目的用户链路的夹角,其中S(d1,d2,θ,r)根据θ的取值分为四种情况:情况一: dx=max(d1,d2))情况二:
情况三:
情况四:
S3、分别以两条链路的覆盖率作为性能指标,获得毫米波两跳蜂窝网络的性能评估结果。
说明书 :
一种毫米波两跳蜂窝网络性能评估方法
技术领域
背景技术
严重和信号穿透能力弱这两个问题,在毫米波无线网络中,中继技术不仅可以有效的增加
传输距离,而且可以通过多跳传输绕开障碍物的遮挡,是解决上述问题的重要手段。终端直
通D2D 技术的发展,也为毫米波网络提供了更多潜在的中继和传输路径。怎样在毫米波背
景下部署和建模网络,考虑基站缓存,选择最佳站点密度、有限存储容量等是一个重要的课
题,毫米波网络的建模、性能分析也显得尤其重要。
变得可行。在确定了研究方法和系统模型的基础上,目前已有的大多是对毫米波与微波混
合的网络传输的覆盖率的研究。实际上,微波网络的覆盖率比毫米波有明显的优势,但是由
于频谱资源的紧缺,毫米波传输是未来通信的重点。由此,现在的研究结合两者的优劣势,
将两者结合起来研究总体覆盖率,但未来对单纯的毫米波网络的覆盖率研究也是必不可少
的。
中,那么存在两跳链路被同一阻塞遮挡的情况。由于忽略了该影响,导致最后的分析结果与
实际的覆盖率情况产生差异,这是研究毫米波中继网络覆盖率的难点问题。
发明内容
号,目的用户接收信号;具体包括以下步骤:
β1=2λ01E[R1]。其中R1为阻塞半径,E[.]表期望,λ01为该链路中阻塞密度。
益分别为 和 σ为包含了发射功率的噪声功率。A,α都是毫米波路径损耗模型中的参
数。标准毫米波的路径损耗模型如下
的用户链路的夹角,如图2所示。其中S(d1,d2,θ,r)根据θ的取值分为四种情况。
基于随机过程的理论求解
式,得到了更为贴近仿真数据的覆盖率曲线,且优化效果明显。
可在实际网络设计中优化性能。
附图说明
具体实施方式
密度ξ=0.2,根据λ0=ξ/π[E(R)]的关系式,可以得到关于阻塞的密度值。同样的,设定小区
内中继用户的平均个数为每个小区10个,由此,根据系统内基站的密度就可以得到中继用
户的密度,为λr=10λb,值得注意的是,基站和中继用户的密度关系在所有的仿真中保持不
变。但是,在考虑干扰的情况下D2D链路中的干扰的密度被设定为与基站密度相关,本文将
相关参数设定为1,即D2D链路中的干扰密度等于基站的密度值λb,在本仿真中λb=4.62×
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10 。本仿真中毫米波网络的发射端和接收端配备统一的平面天线阵列。基站端采用8×8的
天线阵列,中继用户和目的用户都采用2×2天线阵列用于发射和接收。参数设定之后,接下
来进行具体的仿真结果分析。
中理论覆盖率曲线和实际覆盖率曲线对比,可以看到,本发明中使用的方法相比旧的方法,
添加了两跳链路之间的夹角作为新的考量要素,大幅度地提升了理论曲线与实际仿真曲线
的吻合程度,并在信干噪比阈值取5dB左右的时候,理论值与实际值几乎完全一致,这些都
体现了本发明的实用性和优越性。