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基于随机几何理论的异构网络覆盖概率分析

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摘要

第一章 绪论

第一节 引言

第二节 异构网络

1.2.1 异构网络的产生及意义

1.2.2 异构网络覆盖技术概述

1.2.3 异构网络分析模型

1.2.4 异构网络中基站类型

第三节 本文的主要内容和文章结构

第二章 异构网络分析模型

第一节 随机几何理论

2.1.1 随机几何理论简介

2.1.2 点过程

2.1.3 点过程数学模型

第二节 异构网络架构模型理论基础

2.2.1 分层结构

2.2.2 Voronoi图

2.2.3 Delaunay三角剖分

第三节 基于随机几何理论的网络架构模型

2.3.1 基本通信网络模型

2.3.2 分层通信网络模型

2.3.3 移动通信分析模型

第四节 SINR分析

2.4.1 SINR介绍

2.4.2 异构网络传输模型

第五节 本章小结

第三章 单基站通信覆盖概率分析

第一节 仿真模型

3.1.1 泊松点过程

3.1.2 基本分析模型

3.1.3 瑞利衰落信道模型

第二节 覆盖概率分析

3.2.1 覆盖概率简介

3.2.2 异构网络中覆盖概率分析

第三节 仿真及分析

3.3.1 特殊情形仿真分析

3.3.2 多层异构网络仿真结果

第四节 本章总结

第四章 协作覆盖概率分析

第一节 协作分析模型

4.1.1 协作技术概述

4.1.2 异构网络下协作模型

第二节 异构网络中协作覆盖概率分析

4.2.1 协作覆盖概率定义

4.2.2 协作覆盖概率上界限

4.2.3 协作覆盖概率上界限推导

第三节 仿真及分析

4.3.1 协作门限分析

4.3.2 小型基站密度分析

第四节 本章总结

第五章 总结与展望

附录

参考文献

致谢

个人简历

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摘要

随着移动用户数量增长以及用户对高速率数据通信的要求日益提高,传统的宏基站蜂窝网络技术已无法满足现有需求。微微蜂窝(Picocell)、微蜂窝(Microcell)、家庭蜂窝(Femtocell)、Wifi以及天线分集等技术的引用,能够有效提高特定区域的通信状况,有利于提高整体通信网络的容量以及数据传输速率。在传统宏基站蜂窝网络的基础上,结合采用不同设备类型以及协议的通信技术,以此提高整体通信网络的通信状况,整体网络结构已非早期宏蜂窝网络一样单一,而是异构化多元化,这即是异构网络。
  异构网络中基站密度远大于传统的宏基站蜂窝网络,覆盖区域不规则,基站分布呈现出随机化特性,传统的六边形蜂窝网络模型已经无法满足异构网络的分析需求。结合随机几何相关理论,对异构网络中基站分布进行建模分析,构建适用于现有异构网络的分析模型,并对网络覆盖概率进行计算仿真。
  根据异构网络中不同基站类型,将同类型基站作为同层,以随机几何中点过程(Point Process)理论,对基站分布进行仿真,以不同密度的同类型点过程模拟异构网络中各层基站的分布,结合max-SIR单基站通信方案,分析异构网络在该方案下的覆盖概率。本文采用随机几何中齐次泊松点过程(HomogeneousPoisson Point Processes)对异构网络中基站分布进行仿真,基站与用户间衰落设为瑞利衰落(Rayleigh fading),对异构网络的覆盖概率进行分析。
  本文亦对异构网络中同层双基站协作进行了初步分析,区别于max-SIR单基站相连方式,考虑同层双基站间协作,计算其覆盖概率,通过简化分析,计算出此模型下协作覆盖概率的上界限,分析基站密度、协作门限对覆盖概率上界限的影响,为后期协作分析定下基础。

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