[发明专利]一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法

说明书

本发明公开了一种异步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，本发明还可用于自组网和蜂窝网络的系统级性能分析。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，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。

背景技术

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-Fi Direct和Flash LinQ技术。由于某些原因，Wi-FiDirect和Flash LinQ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现连接和资源分配，而且在无网络基础设施的情况下同样可以实现信息之间的交互。D2D技术能够满足用户设备间大量的信息交互，同时传输速度也加快了，与免费的Wi-Fi Direct相比更具可靠性。

在通常的仿真分析中，我们都习惯于假设D2D网络中各用户是同步的，但是在实际环境中，网络中各用户并不能做到精确的同步，所以对于异步D2D通信系统进行性能分析是非常有必要的。关于异步传输，公开号为CN106358247A、名称为“一种非均匀子带叠加的OFDM通信方法及系统”的发明公开了一种非均匀子带叠加的OFDM通信方法及系统，其原理是发射端根据不同的应用场景，把整个信道带宽划分为多个子带，且每个子带的子载波间隔和时域符号长度可以不同。继而把高速的码流通过子带划分变成低速的码流，以此降低信号采样速率，提高频谱利用率。接收端进行与发射端对应的一系列逆处理即可得到估计的发送数据，以此来实现带宽的灵活配置和信号的异步传输。但该发明的计算复杂度较高，而且对于时间未对准的异步网络而言，干扰功率的计算本身就是一个非常复杂的问题。

发明内容

本发明针对D2D网络中各用户并不能做到精确同步且时间未对准的异步网络中干扰功率的计算较复杂等一系列问题，提出了一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，对SINR的计算进行简化。该方法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，本发明还可用于自组网和蜂窝网络的系统级性能分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种异步D2D网络中基于PPP分布和OFDM系统的建模方法，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；