基于3维泊松点过程理论的无人机协助的异构网络模型及其性能

针对紧急热点场景中的基站缺乏灵活性问题,提出基于泊松点过程的无人机协助的异构网络模型.为了准确反映真实场景,假设宏基站在地面2维分布,无人机作为小基站在空间3维分布,地面用户通过最大接收功率级联准则选择通信基站.仿真分析性能参数间的定量关系,结果表明:相对于2D,3D模型,该文模型能更精准地描述覆盖概率;使用多个低功率的无人机小基站协助地面基站通信,能改善整个网络的覆盖性能;部署网络时需对路径损耗做适当选择.因此,该文模型具有有效性.

三维泊松方程的七点差分格式

泊松方程在地球物理中的应用非常广泛,随着三维勘探的展开,三维泊松方程的快速、精确求解变得越来越重要。本文用有限差分方法推导出长方体域的三维泊松方程的七点差分格式,及其边界条件的差分格式,并对满足第一类边界条件的七点差分格式进行求解,详细推导了七点差分格式的求解过程。

基于空间Poisson点过程的无人机异构网络中断性能评估

考虑无人机空间分布特性给城市热点区域网络部署与设计带来的挑战,基于随机几何理论构建了空间无人机异构网络框架。首先,通过三维部署空中小基站和二维部署地面宏基站的方式对网络进行混合干扰建模,借助最大偏置接收功率级联准则来实现各基站的负载均衡;此外,考虑无人机通信特性,将空对地信道假设为Nakagami-m衰落模型;最后通过用户与各基站的级联概率以及通信距离的分布得出网络中断概率的数学解析表达式。仿真结果表明,三维密集部署无人机的方案可以更加真实地反映无人机热点服务场景下的中断性能,同时,适当设置偏置因子和提高无人机密度可以有效改善网络性能。

三维动态无人机网络覆盖性能与信道容量分析

无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)在空间内不规则分布和移动给系统设计带来巨大挑战,为了对UAV服务下的热点场景进行更加真实可靠地分析,基于随机几何和移动ad hoc网络(mobile ad hoc network,MANET)理论,构建了一种三维移动UAV网络模型。UAV群被建模为三维泊松点过程(three-dimensional Poisson point process,3-D PPP),可以在水平和竖直方向位移。为了进一步研究该系统的网络性能,考虑了2种服务模型:基站切换模型(base station handover model,BHM)和基站恒定模型(base station constant model,BCM)。通过推导服务距离分布以及其余基站干扰的拉普拉斯变换,得出该系统的覆盖概率和信道容量。通过仿真分析了不同参数指标对覆盖概率以及信道容量的影响。实验结果表明,与传统二维UAV网络模型相比,该三维动态模型能够更准确地反映实际情况,并且基于最近邻策略的基站切换能够显著提升网络性能。

三维小基站蜂窝网络上行覆盖概率与容量分析

本文针对小基站网络立体分布特性,采用全新的三维视角分析小基站网络架构,提出了一种基于三维泊松点过程(3-D Poisson Point Process,3-D PPP)的上行小基站网络模型。其核心思想是将移动台和小基站分别描述成两个独立的3-D PPP模型。首先,本文推导了小基站网络上行覆盖概率的数学表达式。接下来,基于覆盖概率的表达式,推导了上行平均信道容量的闭合表达式。通过一系列合理的假设,上行覆盖概率以及信道容量可以通过快速积分直接计算。与传统的二维模型以及用户/小基站的实际布局相比较,本文提出的模型更接近实际,能够为覆盖概率和系统容量提供更贴近的边界值。

TDD场景下小基站蜂窝网络上下行交叉干扰建模及性能分析

针对小基站网络立体分布特性,提出了一种TDD制式下小基站蜂窝网络三维随机几何模型并进行了性能分析。首先,本文根据3-D PPP模型下小基站的空间分布特性推导了TDD制式下小基站网络上下行覆盖概率的数学表达式。接下来,基于覆盖概率的表达式和网络频谱效率的定义,分别推导了上下行交叉干扰场景下,小基站网络上下行频谱效率的一般表达式。仿真结果在验证了本文模型的合理性的同时还说明,随着下行小区占比和功率控制因子的增大,网络的频谱效率都呈下降趋势。除此之外,室内环境也会对网络的覆盖性能产生影响。