1.一种基于六边形小区随机节点联合概率分布的优化方法,其特征在于:为描述方便,假设边长为rh的六边形小区内,用户终端u1到中心基站o1的距离为r,用户终端u1到六边形小区外干扰节点o2的距离为r,干扰节点o2到中心基站o1的距离为d;所述方法包括:
s1计算干扰节点o2到中心基站o1的距离临界值d0;
s2判断干扰节点o2到中心基站o1的距离d是否满足d≥d0;
s3若满足d≥d0,则将六边形小区近似为最优的圆形区域;将六边形小区的联合概率分布函数转化为圆形区域的联合概率分布函数以实现优化;
其中,所述六边形小区为以所属基站进行划分的通信区域。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述s1计算干扰节点o2到中心基站o1的距离临界值d0,包括:
计算得出干扰节点o2位于六边形小区外对角线上时,用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数,称为对角-联合概率分布函数;
计算得出干扰节点o2位于六边形一边垂直平分线上时,用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数,称为平分线-联合概率分布函数;
将对角-联合概率分布函数和平分线-联合概率分布函数做差值,并利用matlab仿真得到不同d值对应的差值,求出对角-联合概率分布函数和平分线-联合概率分布函数的差值最小且趋于稳定时对应的最小d值,记为临界值d0。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用matlab仿真得到不同d值对应的差值,求出对角-联合概率分布函数和平分线-联合概率分布函数的差值最小且趋于稳定时对应的最小d值,记为临界值d0,包括:
利用matlab拟合对角-联合概率分布函数和平分线-联合概率分布函数的平均相对误差变化,得到d的临界值d0=5.597rh。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述s3中六边形小区的联合概率分布函数的建立过程包括:
对六边形小区进行随机几何建模,根据目标区域面积构造六边形小区内用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数;
式中,as(r,r,rh)表示目标区域面积,所述目标区域指圆形区域(o1,r)、圆形区域(o2,r)和六边形小区三者的交集,圆形区域(o1,r)指以o1为圆心、r为半径的圆形区域,圆形区域(o2,r)指以o2为圆心、r为半径的圆形区域;ah(rh)表示六边形的面积。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述s3若满足d≥d0,则将六边形小区近似为最优的圆形区域;将六边形小区的联合概率分布函数转化为圆形区域的联合概率分布函数以实现优化,包括:
利用不同半径圆对与六边形区域的联合概率分布之间的曼哈顿距离和/或欧几里得距离,得到最优近似圆半径,将六边形小区近似为圆形区域;
将六边形小区的对角-联合概率分布函数转化为圆形区域的联合概率函数以实现优化。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述利用不同半径圆对与六边形区域的联合概率分布之间的曼哈顿距离和/或欧几里得距离,得到最优近似圆半径,包括:
根据式(1)得到干扰节点o2位于六边形小区外对角线上时,用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数,即对角-联合概率分布函数如下:
其中,
假设最优近似圆半径为rx,则六边形小区进行近似圆处理后,随机用户终端应处于近似圆中,即满足r≤rx、d-rx≤r≤d+rx,则此时圆形对应的联合概率分布函数为:
不同半径圆与六边形区域的联合概率分布之间的曼哈顿距离c计算公式如下:
c=∑|fd(ri,rj)-fo(ri,rj)|
不同半径圆与六边形区域的联合概率分布之间的欧几里得距离l计算公式如下:
其中,fd(ri,rj)为用户终端u1到中心基站o1的距离为rj、到六边形小区外干扰节点o2的距离为ri时对应的对角-联合概率分布函数值,fo(ri,rj)为用户终端u1到中心基站o1的距离为rj、到六边形小区外干扰节点o2的距离为ri时圆形对应的联合概率分布函数值;
利用matlab工具计算统计在圆的半径rx变化时对应的曼哈顿距离c和/或欧几里得距离l,得到曼哈顿距离c和/或欧几里得距离l最小值对应的rx,即为最优近似圆半径rx≈0.9037rh。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述干扰节点o2位于六边形一边垂直平分线上时,用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数,即平分线-联合概率分布函数为:
其中,
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括利用蒙特卡洛模拟验证对角-联合概率分布函数和平分线-联合概率分布函数的正确性,并利用matlab仿真绘制出对角-联合概率分布函数和平分线-联合概率分布函数的图像以验证函数连续性。
9.一种无线通信网络的通信性能指标计算方法,其特征在于,所述方法采用权利要求1-8任一所述的基于六边形小区随机节点联合概率分布的优化方法得到优化后的用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数,根据所述优化后的用户终端u1到中心基站o1和干扰节点o2的之间距离的联合概率分布函数计算无线通信网络的通信性能指标。
10.根据权利要求9所述的无线通信网络的通信性能指标计算方法,其特征在于,所述无线通信网络的通信性能指标包括路径损耗、载干比和链路可靠性。