一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法技术方案

本发明专利技术公开了一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，假设一个接收设备同时收到来自N个发送设备发来的发现信号，网络中各用户是异步的，每条通信链路均存在各自的时间偏差D，它们相互独立，假设该区域内用户位置服从泊松点过程分布。本发明专利技术通过对OFDM发送时间未对准分四种情况进行详细的链路级分析，得到信号功率的表达式，并通过进一步的假设验证，对接收端受到的总干扰功率进行简化，最终提出一个易处理的一阶SINR模型。该模型与实际通信环境非常吻合，它可以很方便地用于异步D2D网络的系统级研究，解决了系统级研究建模上的难题。除此之外，本发明专利技术还可用于自组网和蜂窝网络的系统级性能分析。

A modeling method based on PPP distribution and OFDM system in asynchronous D2D networks

The invention discloses an asynchronous D2D network modeling method of PPP distribution and OFDM system based on the assumption of a receiving device at the same time received from the N transmission equipment to find the signal, all users in the network is asynchronous, each communication link exists time deviation D of their own, they are independent of each other, assuming the region in the position of the user Poisson point process distribution. Through the analysis of link level detail are divided into four kinds of OFDM transmission time misalignment, the expressions of signal power, and through the hypothesis further, the receiving end of the total interference power have been simplified, finally propose a tractable first-order SINR model. The model is very consistent with the actual communication environment. It can be easily used in the system level research of asynchronous D2D network, and solves the difficult problem of system level research modeling. In addition, the present invention can also be used for system level performance analysis of ad hoc networks and cellular networks.

【技术实现步骤摘要】
一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法
本专利技术属于移动通信
，针对异步D2D网络提出了一种基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，可以用于异步D2D网络的系统级研究以解决系统级研究建模上的难题。
技术介绍
作为未来5G的关键技术，终端直通(D2D)技术允许移动终端不经过基站直接进行点到点的通信，它是一种允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的技术。5G传输所表现出的低时延、高可靠性、低功耗的特点，能够很好地服务于物联网应用。D2D技术可以提高网络的总吞吐量，在节约无线资源的同时还可以减轻基站负担，使通信时间缩短。此外，由于D2D通信的各终端设备间距离较近，所以消耗的功率也比较低，与传统模式下相比，可节约大约44％的能量。实际上，在D2D技术出现之前，已有类似的通信技术出现，如蓝牙，Wi-FiDirect和FlashLinQ技术。由于某些原因，Wi-FiDirect和FlashLinQ这两种技术没能大范围商用，而3GPP组织所研究的D2D技术在某种程度上弥补点到点通信的不足。D2D技术与其它不依靠基础网络设施的直通技术相比更加灵活，不仅在基站控制下可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：在公共安全场景下，一个接收设备同时收到来自N个发送设备发来的发现信号，网络中各用户是异步的，每条通信链路均存在各自的时间偏差D，它们相互独立，假设该区域内用户位置服从泊松点过程分布，且用户设备分布密度用λ表示，建立合理的位置系统，确定网络中用户坐标参数；步骤2：每个用户设备均携带发现信号信息，发现信号由训练序列和有用信号序列组成，有用信号序列采用OFDM波形表示；步骤3：假设路径损耗系数为α，将信道增益Gi表示为：Gi＝||Xi||

【技术特征摘要】
1.一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：在公共安全场景下，一个接收设备同时收到来自N个发送设备发来的发现信号，网络中各用户是异步的，每条通信链路均存在各自的时间偏差D，它们相互独立，假设该区域内用户位置服从泊松点过程分布，且用户设备分布密度用λ表示，建立合理的位置系统，确定网络中用户坐标参数；步骤2：每个用户设备均携带发现信号信息，发现信号由训练序列和有用信号序列组成，有用信号序列采用OFDM波形表示；步骤3：假设路径损耗系数为α，将信道增益Gi表示为：Gi＝||Xi||-αFi，其中α＞2是路径损耗指数，Fi是从发送设备到接收设备链路上的衰落，考虑独立瑞利衰落情况，Fi服从指数分布，Fi～Exp(1)；步骤4：以某一移动设备位置为原点，以一定距离为半径作圆，当某一移动设备到坐标原点的距离不大于该距离时，则认为该移动设备可被搜索到，否则不能；步骤5：若某移动设备在被搜索范围内，则执行步骤6；若某移动设备不在被搜索范围内，则执行步骤4；步骤6：以原点位置处移动设备作为典型接收设备，即可得到接收端收到的发现信号的集合；步骤7：在单链路情况下，对接收端收到的发现信号进行详细的链路级分析，对收到的发现信号进行处理，化简得到有用信号功率的表达式；步骤8：仅考虑D2D用户对间和D2D用户自身的干扰，确定干扰来源，对干扰功率进行化简处理，得到简化后的总干扰功率表达式；步骤9：根据上述的计算处理，得到简化后的SINR的表达式，根据该一阶SINR模型，可对异步D2D通信进行系统级性能分析；步骤10：设定SINR门限值T，当SINR大于检测门限T时，表明D2D设备发现成功；当SINR小于检测门限T时，表明D2D设备发现未成功。2.根据权利要求1所述的异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，其特征在于步骤1中所述λ值越小，代表用户设备分布越密集。3.根据权利要求1所述的异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，其特征在于，所述步骤2中，发送设备发出的是一个OFDM波形，故对于发送设备i，时域信号Si(t)可表示为：其中：Ei为发送设备i每个采样点的发射功率，m为OFDM符号数，N为总的子载波数，k为子载波参数，Si[k；m]为第m个OFDM符号的第k个子载波上发送设备i的数据符号，Ts＝Tcp+Td为一个OFDM符号的持续时间，Td为数据部分持续时间，Tcp为循环前缀的持续时间，[[A(t)为一个分段函数，若t∈A结果为1，否则结果为0，这里假设数据符号{Si[k；m]}是独立同分布的，且均值为0，方差为1。4.根据权利要求1所述的异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，其特征在于，所述步骤4中所述一定距离不小于20米。5.根据权利要求1所述的异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：考虑发送设备i和一个典型接收设备，忽略来自其他用户设备发射的发现信号，发送设备i发出的信号si(t)的第m个OFDM符号的第n次时域采样信号可表示为：其中：Ncp＝NTcp/Td为循环前缀采样点的个数，Di为发送设备i与接收设备之间的时间偏差，一般情况下假设对于每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢静，宋荣方，刘曼，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32