[发明专利]基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法

权利要求书

1.一种基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：包括如下步骤：

基于Neyman-Scott簇过程建立系统模型，建立一种用户可以同时由多个基站提供服务的连接方式；

推导用户和簇内不同基站之间的距离分布模型；

推导出SINR分布模型和干扰分布模型；

利用SINR分布模型和距离分布模型推导网络中用户由某个基站服务时的平均可达速率；

利用Neyman-Scott簇过程的巴尔姆分布及Reduced巴尔姆分布分析超密集网络的干扰分布模型；

利用上述结果得到最终的用户由多个基站同时服务的平均可达速率；

通过比较Neyman-Scott簇过程与泊松点过程在相同情形下的用户平均可达速率，可知用户可以由网络中的多个基站同时为其提供服务，显著提升用户的平均可达速率。

2.根据权利要求1所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：用户分布被建模为强度函数为常数λP的泊松点过程，基站位置被建模为以用户位置为父过程分布的子过程，强度函数为其中为每个簇内的点数的平均值；

基站均匀分布在以用户为圆心，以γ为半径的圆内，具有以下形式的概率密度函数：

3.根据权利要求2所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：利用泊松点过程的特性，将所得结论推广至位于超密集网络中的任意位置的用户。

4.根据权利要求3所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：基于Neyman-Scott簇过程，建立系统模型和相应的SINR模型，推导用户和簇内不同基站之间的距离分布模型，具体分析过程如下：

求导得距离的概率密度函数

其中，是伽马函数，r为用户和簇内不同基站之间的距离。

5.根据权利要求4所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：所述SINR分布模型的表达形式为：

其中，上述表达形式是以位于原点的典型用户为父节点的簇k内，距离该用户第l近的基站的SINR分布模型，表示用户遭受到的来自于不属于同一个簇的其他基站的累积干扰，N₀是加性高斯白噪声，PHr_l^-α表示用户接收到的来自于距离他第l近的基站的有用接收功率；网络中的所有基站部署时具有相同的发射功率，衰落模型为瑞利分布，均值为1，路径衰落模型中指数α＞2。

6.根据权利要求5所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于，超密集网络情形下，服务簇k内距离用户第l近的基站为用户提供的平均可达速率的模型如下：

7.根据权利要求6所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：所述干扰分布模型利用巴尔姆分布及Reduced巴尔姆分布分析，并利用拉氏变换的定义给出用户处接收到的累积干扰的拉普拉斯泛函：

其中(a)是由于移除泊松点过程中的某个点之后，不影响泊松点过程的分布特性，将H～exp(1)代入可以得到故将代入可将上面的结果化简为：

其中

括号内的积分下限从γ开始是因为在范围γ内的基站都是服务基站，不对网络中的用户造成干扰。

8.根据权利要求7所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于：将拉氏变换结果代入并对簇内的所有基站进行求和推导得到网络用户平均可达速率：

9.根据权利要求8所述的基于Neyman-Scott簇过程的网络用户接入方法，其特征在于，比较与泊松过程在相同情形下的用户平均可达速率，推导可得泊松点过程的用户平均可达速率结果如下：

其中，

同等情形，Neyman-Scott簇过程中当用户由其最近的基站提供服务时，平均可达速率模型如下：

其中，

根据公式

1-exp(-ξx)≤ξx

在取相同的密度λ的时候，有

不考虑噪声，即N₀＝0，α＝4，发射功率为20dBm，衰落模型采用瑞利衰落，在相同的距离下有：