CN113852449B - 评估免授权改进重传***在urllc下的中断概率方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,包括如下步骤:1、实时用户采用短包形式传输数据包,通过结合副包传输的免授权混合自动重传技术传输;2、***结合时延约束建立中断概率问题模型:给定发射功率,结合平坦瑞利衰落信道模型,得到接收端的信干噪比,给定信干噪比阈值和超可靠低延迟约束下交付的最大时延,利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型;3、***传输中断概率:根据模型计算得到免授权重传方案中断概率的闭合解。本发明可以准确地评估出***在超可靠低延迟服务需求下的中断概率、以及揭示网络的***参数对信息传输中断概率的影响。

Description

评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法
技术领域
本发明属于免授权传输***设计领域,尤其涉及评估结合副包传输的免授权混合自动重传方案在超可靠低延迟下的中断概率方法。
背景技术
5G超可靠低延迟已经成为许多应用场景的主要目标,如智能交通***、工业自动化、智能电网等。目前3GPP中标准化的URLLC最严格的可靠性要求是在无线电延迟约束1ms内实现99.999%的可靠性,该可靠性定义为在延迟约束内正确接收的数据包的百分比,这对空口设计、网络部署、资源分配方面带来了无数的挑战。在新的通信需求下,传统的基于授权的接入方案已经不再适用,免授权接入方案成为具有前景的技术。与基于授权的访问技术相比,免授权技术可以有效地缩短端到端的传输时延。由此免授权上行传输中基于竞争的接入方式成为学者研究的焦点。免授权传输技术包含资源预留和竞争访问两种方案,前者更适用于周期性流量场景,后者则更适用于突发性流量场景,并且更有利于大规模机器类型通信的发展。
上行免授权传输技术中,包含两种接入方式,一种是资源预留即用户设备使用基站预先分配好的频谱资源发送数据包;二是基于竞争的接入,用户设备当有数据包需要发送时,就通过竞争频谱资源池的资源进行传输。前者更适用于周期性数据包到达场景,以一种固定或循环模式到达的场景,然而后者适用于数据包以突发的形式到达的场景,但会产生竞争问题。基于大量用户和零星的数据包到达是5G***的典型特征,突发式流量到达场景将更具有研究性。
免授权传输技术作为5G超可靠低延迟通信中的关键技术,需要结合URLLC短包传输特点,在有限块长编码约束下研究无线***性能。在免授权上行访问中,重传是免授权竞争访问传输方案中提高可靠性的解决方案,但同样传统的混合自动重传请求技术也会引入额外的延迟,因此重传技术还需要进一步改进。针对重传所引起的额外时延,学者们又进一步提出了与副包传输结合的传输方案,在提高可靠性的同时,还能减小重传的概率。许多学者研究了免授权访问技术中资源预留与竞争接入两种方案下的中断概率问题,但未能分析在有限块长编码下的中断概率问题。针对改进的免授权混合自动重传技术,学者们研究了该传输方案的中断概率问题,却未能考虑有限块长编码下的香农容量。目前,免授权结合改进的重传技术与有限块长编码结合的无线***中断概率问题还未有具体研究分析。
随机几何理论可以有效地刻画网络中基站和用户的随机分布,泊松点过程(PPP)既可以准确地描述节点的随机分布特征,又能够为得到网络性能指标的数学解析提供条件。
发明内容
本发明目的在于提供一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,以解决不能揭示出时延约束对短包传输中断概率的影响的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明的具体技术方案如下:
一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,包括以下步骤:
步骤1、实时用户采用短包形式传输数据包,通过***传输方案访问基站;
步骤2、结合网络场景建立***模型,先分析***传输时延,再根据时延约束建立中断概率问题模型;
步骤3、根据模型计算得到***传输方案中断概率的闭合解。
进一步的,所述步骤1具体包括以下步骤:
首先在URLLC服务下,对实时用户传输的数据包进行有限块长编码,采用上行基于竞争的免授权接入技术,短包将以一种即到即走的方式传输,不用向基站发送调度申请以及接受来自基站的资源授权;同时用户会在连续的时间间隔上传输多个副包,基站通过软合并方式对接收到的副包进行处理并解码;最后给予用户译码反馈。只有当用户未发生碰撞且接收的信干噪比大于阈值时才视为传输成功。若传输失败,则采用***传输方案在下一个时隙上进行重传。
进一步的,步骤1中有限块长编码下的传输速率R与数据包长L的关系表达式为:
其中Q-1代表的是高斯函数的反函数,O(logL/L)表示logL/L的无穷小,γ代表信噪比,ε代表误码率,V是信道色散代表的是信道的特征,表达式如下:
进一步的,所述步骤2具体包括以下步骤:
首先根据网络场景建立***模型,再根据短包传输中有限块长编码下的传输速率R与数据包长L定义时间间隔(TTI),最后根据传输时间间隔分析得到***一次往返传输过程的总时延
其次给定发射功率,建立信道模型,得到在基站处的信干噪比,最后给定信干噪比阈值和超可靠低延迟约束下交付的时延,结合时延约束得到最大的往返传输过程次数,基于以上分析结果利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型。
进一步的,步骤2的具体步骤包括:
步骤2.1、所述网络场景为:基站和用户在空间分布上服从两个相互独立的泊松点过程ΦB和ΦD,且强度分别为λB和λD;每个用户都与其地理位置最近的基站相关联形成泰森多边形,且被同步连接到服务基站;在数据包缓存区,考虑单包序列到达场景下,每个数据包缓存区服从独立同分布的伯努利流量产生模型,概率pa∈[0,1];基于该缓存模型,每个用户都会以概率pa接收一个来自更高层的数据包,当该数据包传输成功且无新包到达时,该缓存区将没有数据包序列,否则就会等待重传;在基于单层蜂窝网络以及缓存模型中,N个用户被预先分配在一个传输时间间隔内的S个正交导频,定义需要传输短包的用户称之为实时用户,实时用户会随机地在S个正交导频中选择一个传输数据,由此定义选择相同导频的实时用户密度为λa=paλD/S;
步骤2.2、所述***模型为:实时用户在连续的传输时间间隔上通过副包传输的免授权混合自动重传技术传输K个相同的副包,接收端会合并接收到的副包,并进行解码反馈给实时用户,若有至少一个副包传输成功就不会发生重传,否则将进行重传;
步骤2.3、结合URLLC下的短包传输特点分析传输时延;
根据有限块长传输速率以及包长得到传输时间延迟Ttx表达式为:
得到一次往返传输过程的传输时延为:
帧对齐延迟Tfa、基站反馈延迟Tfb、基站处理时延Tbp和用户处理延迟Tup都与传输时间延迟Ttx相等,进一步得到m次往返传输过程后的传输时延TK(m)为:
步骤2.4、***结合时延约束建立中断概率问题模型:根据路径损耗模型得到在基站处的信干噪比γm,给定信干噪比阈值γth,超可靠低延迟约束下交付的时延Tmax和结合时延约束得到最大的往返传输过程次数M,再利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型;
根据路径损耗模型得到信干噪比为其中代表第m次***往返传输过程中第q个副包的信干噪比,ρ代表接收功率阈值即采用全路径损耗逆变功率控制即所有用户上应用全路径损耗逆变功率控制,其中每个用户补偿其自身的路径损耗,以保持平均接收信号功率等于相同的阈值,并且基站的密度足够高,且没有一个用户发生截断中断,即用户的发射功率足够大,进行上行路径损耗反转,同时又不违反其自身的最大发射功率约束;/>代表第m次***往返传输过程中第q个副包到服务基站的信道功率增益,服从均值为1的指数分布即h~Exp(1);σ2代表的是噪声功率,Iintra和Iinter代表的是聚合的区内干扰和区间干扰;
基于该模型场景下,***传输的URLLC可靠性指标是在一定的时间限制内未发送成功的数据包与已发送的数据包的百分比即中断概率为PF=Pr{Ts≤Tmax};问题描述为在约定的QoS交付的时延限制Ts≤Tmax,中断概率保证低于ε;***在URLLC下可靠性问题模型建模为如下表达式:
PF=Pr{Ts≤Tmax}≤ε
其中Ts代表数据包传输成功所产生的实际时延,Tmax代表URLLC下QoS交付的最大时延约束,ε是无穷小值。
进一步的步骤2.4中区内干扰功率Iintra表达式为:
其中hij代表第i个区内干扰用户中第j个副包的信道功率增益;
区间干扰功率Iinter表达式为:
其中Ω代表来自不同基站服务区域的区间干扰用户集合,Pt代表第t个区间干扰用户的发射功率,htj代表第t个区间干扰用户中第j个副包的信道功率增益,rt代表的是第t个区间干扰用户到服务基站的距离,α代表路径损耗。
进一步的,步骤3具体步骤包括:
计算***传输方案的中断概率PF为:
其中M=0代表在延迟约束内没有重传,用户无法接收到反馈信息,传输失败;M≥1代表在延迟约束内至少有一次往返传输过程,M的表达式为:
其中代表的是比该数值小的最大整数/>代表在***传输方案中用户需要第m次***方案往返过程传输的概率,即前m-1次***方案往返过程传输都失败的概率,也就是在最大时延约束Tmax为前m-1次***方案往返过程传输总延迟TK(m-1)时的中断概率,描述为:
代表在***传输方案中第m次***方案往返过程传输中的传输成功概率,描述为:
式中代表第m次***方案往返过程传输中区内干扰用户数N=n的概率;ΘK[n,m,K]代表***传输方案中第m次***方案往返过程传输在区内干扰用户数N=n和副包个数为K的条件下用户的传输成功率;(1-ΘK[n,m,K])n代表***传输方案中第m次***方案往返过程的非碰撞率,即其余n个区内干扰用户没有被基站成功接收的概率。
进一步的,计算闭合解的具体步骤包括:
步骤3.1、求解第m次***方案往返过程传输中区内干扰用户数N=n的概率表达式为:
其中c是一个常数为3.5;
步骤3.2、得到未考虑碰撞情况下的***传输方案中第m次***方案往返过程传输在区内干扰用户数N=n的条件下用户的传输成功率ΘK[n,m,K],表达式为:
步骤3.3、根据区内干扰功率Iintra表达式以及信道增益h服从均值为1的指数分布概率密度函数计算part1可得到期望值:
步骤3.4、根据区间干扰功率Iinter表达式以及信道增益h服从均值为1的指数分布概率密度函数可得到期望值:
利用换元法将代入式中进一步得到:
其中EP(P2/α)根据功率P的概率密度函数fP(p)求解,概率密度函数为
由此得到EP(P2/α)=ρ2/α/πλB,最后可得到:
步骤3.5、最后得到***传输方案中第m次***方案往返过程传输成功率ΘK[n,m,K]表达式为:
本发明的一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法具有以下优点:
发明中结合包长和有限块长编码下的传输速率更加符合5G URLLC的传输特点,更贴近在短包传输和低时延相关的场景下的中断概率分析模型。本发明结合免授权基于竞争的访问技术和改进的重传技术,求解实时用户在短包传输***中断概率问题,并且在蒙特卡罗仿真分析下验证了本发明中断概率分析的准确性同时也验证了改进的重传方案在短时延约束内具有更高的可靠性。
附图说明
图1为本发明的***传输框架图;
图2为本发明的用户设备未考虑碰撞概率的成功率与信干噪比阈值的关系示意图;
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法做进一步详细的描述。
如图1所示,本发明一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,包括如下步骤:
步骤1、首先在URLLC服务下,对实时用户传输的数据包进行有限块长编码,采用上行基于竞争的免授权接入技术,短包将以一种即到即走的方式传输,不用向基站发送调度申请以及接受来自基站的资源授权;同时用户会在连续的时间间隔上传输多个副包,基站通过软合并方式对接收到的副包进行处理并解码;最后给予用户译码反馈。只有当用户未发生碰撞且接收的信干噪比大于阈值时才视为传输成功。若传输失败,则采用***传输方案在下一个时隙上进行重传;
其中有限块长下的传输速率R与数据包长L的关系表达式为:
其中Q-1代表的是高斯函数的反函数,O(logL/L)表示logL/L的无穷小,γ代表信噪比,ε代表误码率,V是信道色散代表的是信道的特征,表达式如下:
步骤2、建立***模型,***结合时延约束建立中断概率问题模型:给定发射功率,建立信道模型,得到在基站处的信干噪比,给定信干噪比阈值和超可靠低延迟约束下交付的时延,结合时延约束得到最大的往返传输过程次数,再利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型。
具体步骤包括:
步骤2.1、所述网络场景为:基站和用户在空间分布上服从两个相互独立的泊松点过程ΦB和φD,且强度分别为λB和λD;每个用户都与其地理位置最近的基站相关联形成泰森多边形,且被同步连接到服务基站;在数据包缓存区,考虑单包序列到达场景下,每个数据包缓存区服从独立同分布的伯努利流量产生模型,概率pa∈[0,1];基于该缓存模型,每个用户都会以概率pa接收一个来自更高层的数据包,当该数据包传输成功且无新包到达时,该缓存区将没有数据包序列,否则就会等待重传;在基于单层蜂窝网络以及缓存模型中,N个用户被预先分配在一个传输时间间隔内的S个正交导频,定义需要传输短包的用户称之为实时用户,实时用户会随机地在S个正交导频中选择一个传输数据,由此定义选择相同导频的实时用户密度为λa=paλD/S;
步骤2.2、所述***模型为:实时用户在连续的传输时间间隔上通过副包传输的免授权混合自动重传技术传输K个相同的副包,接收端会合并接收到的副包,并进行解码反馈给实时用户,若有至少一个副包传输成功就不会发生重传,否则将进行重传;
步骤2.3、结合URLLC下的短包传输特点分析传输时延;
根据有限块长传输速率以及包长得到传输时间延迟Ttx表达式为:
得到一次往返传输过程的传输时延为:
帧对齐延迟Tfa、基站反馈延迟Tfb、基站处理时延Tbp和用户处理延迟Tup都与传输时间延迟Ttx相等,进一步得到m次往返传输过程后的传输时延TK(m)为:
步骤2.4、***结合时延约束建立中断概率问题模型:根据路径损耗模型得到在基站处的信干噪比γm,给定信干噪比阈值γth,超可靠低延迟约束下交付的时延Tmax和结合时延约束得到最大的往返传输过程次数M,再利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型;
根据路径损耗模型得到信干噪比为其中代表第m次***往返传输过程中第q个副包的信干噪比,ρ代表接收功率阈值即采用全路径损耗逆变功率控制即所有用户上应用全路径损耗逆变功率控制,其中每个用户补偿其自身的路径损耗,以保持平均接收信号功率等于相同的阈值,并且基站的密度足够高,且没有一个用户发生截断中断(即用户的发射功率足够大,可以进行上行路径损耗反转,同时又不违反其自身的最大发射功率约束)。/>代表第m次***往返传输过程中第q个副包到服务基站的信道功率增益,服从均值为1的指数分布即h~Exp(1);σ2代表的是噪声功率,Iintra代表的是聚合的区内干扰功率,Iinter代表的是聚合的区间干扰功率;
区内干扰功率Iintra表达式为:
其中hij代表第i个区内干扰用户中第j个副包的信道功率增益;
区间干扰功率Iinter表达式为:
其中Ω代表来自不同基站服务区域的区间干扰用户集合,Pt代表第t个区间干扰用户的发射功率,htj代表第t个区间干扰用户中第j个副包的信道功率增益,rt代表的是第t个区间干扰用户到服务基站的距离,α代表路径损耗。
基于该模型场景下,***传输的URLLC可靠性指标是在一定的时间限制内未发送成功的数据包与已发送的数据包的百分比即中断概率为PF=Pr{Ts≤Tmax};问题可描述为在约定的QoS交付的时延限制Ts≤Tmax,中断概率保证低于ε;***在URLLC下可靠性问题模型可建模为如下表达式:
PF=Pr{Ts≤Tmax}≤ε
其中Ts代表数据包传输成功所产生的实际时延,Tmax代表URLLC下QoS交付的最大时延约束,ε是无穷小值;
步骤3、***传输中断概率:根据模型计算得到***传输方案中断概率的闭合解。
具体步骤包括:
计算***传输方案的中断概率PF为:
其中M=0代表在延迟约束内没有重传,用户无法接收到反馈信息,传输失败;M≥1代表在延迟约束内至少有一次往返传输过程,M的表达式为:
其中代表的是比x小的最大整数,/>代表实时用户仍需要第m次往返过程传输的概率,即前m-1次往返传输过程都失败的概率,也就是在最大时延约束Tmax为前m-1次往返过程传输总延迟TK(m-1)时的中断概率,描述为:
代表在***传输方案中第m次往返过程传输中的成功概率,描述为:
式中代表第m次***方案往返过程传输中区内干扰用户数N=n的概率;ΘK[n,m,K]代表***传输方案中第m次***方案往返过程传输在区内干扰用户数N=n和副包个数为K的条件下用户的传输成功率;(1-ΘK[n,m,K])n代表***传输方案中第m次***方案往返过程的非碰撞率,即其余n个区内干扰用户没有被基站成功接收的概率。
计算闭合解的具体步骤包括:
步骤3.1、求解第m次***方案往返过程传输中区内干扰用户数N=n的概率表达式为:
其中c是一个常数为3.5;
步骤3.2、得到未考虑碰撞情况下的***传输方案中第m次***方案往返过程传输在区内干扰用户数N=n的条件下用户的传输成功率ΘK[n,m,K],表达式为:
步骤3.3、根据区内干扰功率Iintra表达式以及信道增益h服从均值为1的指数分布概率密度函数计算part1可得到期望值:
步骤3.4、根据区间干扰功率Iinter表达式以及信道增益h服从均值为1的指数分布概率密度函数可得到期望值:
利用换元法将代入式中进一步得到:
其中EP(P2/α)根据功率P的概率密度函数fP(p)求解,概率密度函数为
由此得到EP(P2/α)=ρ2/α/πλB,最后可得到:
步骤3.5、最后得到***传输方案中第m次***方案往返过程传输成功率ΘK[n,m,K]表达式为:
实施例:在仿真测试环境中,网络中在1600km2的圆形区域内随机地部署若干个符合泊松点过程分布的基站和用户设备,用户设备选择距离近的基站传输数据包,采用蒙特卡罗仿真分析用户的成功概率。假设基站和用户设备的密度分别是λB=1BSs/km2,λD=10UEs/km2,功率阈值ρ=20dB,噪声功率为σ2=10dB,路径损耗α=4,副包个数设置为K=4,6,8,信道增益服从指数分布h~exp(1),导频数量S=2,pa=0.1。
通过采用本发明中的中断概率推导方法,仿真效果如下:
逐次增加信干噪比阈值,由-10dB到10dB,图2可以看出基于此方法给出的未考虑碰撞概率的传输成功率与经过大量蒙特卡罗仿真得到的数值解的结果高度相同。图中伴随着信干噪比阈值的增加,应用本发明进行数据传输时,***的成功率与传统的免授权重传***相比显著降低,但是随着副包个数的减小,成功率逐渐降低。
本发明将超可靠低延迟通信中的短包传输中有限块长编码需求运用在改进的免授权重传技术方案中,基于包长、数据传输速率和时延分析,推导出URLLC交付的时延约束Tmax下,***传输的中断概率闭合解PF
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、在实时用户采用短包形式传输数据包,通过***传输方案访问基站;
步骤2、首先根据网络场景建立***模型,再根据短包传输中有限块长编码下的传输速率与数据包长定义时间间隔,最后根据传输时间间隔分析得到***一次往返传输过程的总时延;
其次给定发射功率,建立信道模型,得到在基站处的信干噪比,最后给定信干噪比阈值和超可靠低延迟约束下交付的时延,结合时延约束得到最大的往返传输过程次数,基于以上分析结果利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型;
步骤2的具体步骤包括:
步骤2.1、所述网络场景为:基站和用户在空间分布上服从两个相互独立的泊松点过程ΦB和ΦD,且强度分别为λB和λD;每个用户都与其地理位置最近的基站相关联形成泰森多边形,且被同步连接到服务基站;在数据包缓存区,考虑单包序列到达场景下,每个数据包缓存区服从独立同分布的伯努利流量产生模型,概率pa∈[0,1];基于该伯努利流量产生模型,每个用户都会以概率pa接收一个来自更高层的数据包,当该数据包传输成功且无新包到达时,该缓存区将没有数据包序列,否则就会等待重传;在基于单层蜂窝网络以及缓存模型中,N个用户被预先分配在一个传输时间间隔内的S个正交导频,定义需要传输短包的用户称之为实时用户,实时用户会随机地在S个正交导频中选择一个传输数据,由此定义选择相同导频的实时用户密度为λa=paλD/S;
步骤2.2、所述***模型为:实时用户在连续的传输时间间隔上传输K个相同的副包,接收端会合并接收到的副包,并进行解码反馈给实时用户,若有至少一个副包传输成功就不会发生重传,否则将进行重传;
步骤2.3、结合URLLC下的短包传输特点分析传输时延;
根据有限块长传输速率以及包长得到传输时间延迟Ttx表达式为:
L表示数据包的长度,R表示有限块长传输速率;
得到一次往返传输过程的传输时延为:
其中帧对齐延迟Tfa、基站反馈延迟Tfb、基站处理时延Tbp和用户处理延迟Tup都与传输时间延迟Ttx相等,进一步得到m次往返传输过程后的传输时延TK(m)为:
步骤2.4、***结合时延约束建立中断概率问题模型:根据路径损耗模型得到在基站处的信干噪比γm,给定信干噪比阈值γth,超可靠低延迟约束下交付的时延Tmax和结合时延约束得到最大的往返传输过程次数M,再利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型;
根据路径损耗模型得到信干噪比为其中/>代表第m次***往返传输过程中第q个副包的信干噪比,ρ代表接收功率阈值即采用全路径损耗逆变功率控制即所有用户上应用全路径损耗逆变功率控制,其中每个用户补偿其自身的路径损耗,以保持平均接收信号功率等于相同的阈值,并且基站的密度足够高,且没有一个用户发生截断中断,即用户的发射功率足够大,进行上行路径损耗反转,同时又不违反其自身的最大发射功率约束;/>代表第m次***往返传输过程中第q个副包到服务基站的信道功率增益,服从均值为1的指数分布即h~Exp(1);σ2代表的是噪声功率,Iintra代表的是聚合的区内干扰,Iinter代表的是聚合的区间干扰;
基于所述***模型下,***传输的URLLC可靠性指标是在预定的时间限制内未发送成功的数据包与已发送的数据包的百分比即中断概率为PF=Pr{Ts≤Tmax};问题描述为在约定的QoS交付的时延限制Ts≤Tmax,中断概率保证低于ε;***在URLLC下可靠性问题模型建模为如下表达式:
PF=Pr{Ts≤Tmax}≤ε
其中Ts代表数据包传输成功所产生的实际时延,Tmax代表URLLC下QoS交付的最大时延约束,ε是无穷小值;
步骤3、根据模型计算得到***传输方案中断概率的闭合解。
2.根据权利要求1所述的评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,其特征在于,所述步骤1具体包括以下步骤:
首先在URLLC服务下,对实时用户传输的数据包进行有限块长编码,采用上行基于竞争的免授权接入技术,短包将以一种即到即走的方式传输,不用向基站发送调度申请以及接受来自基站的资源授权;同时用户会在连续的时间间隔上传输多个副包,基站通过软合并方式对接收到的副包进行处理并解码;最后给予用户译码反馈;只有当用户未发生碰撞且接收的信干噪比大于阈值时才视为传输成功;若传输失败则采用***传输方案在下一个时隙上进行重传。
3.根据权利要求2所述的评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,其特征在于,步骤1中有限块长编码下的传输速率R与数据包长L的关系表达式为:
其中Q-1代表的是高斯函数的反函数,O(logL/L)表示logL/L的无穷小,γ代表信噪比,ε代表误码率,V是信道色散代表的是信道的特征,表达式如下:
4.根据权利要求1所述的评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,其特征在于,区内干扰功率Iintra表达式为:
其中hij代表第i个区内干扰用户中第j个副包的信道功率增益;
区间干扰功率Iinter表达式为:
其中Ω代表来自不同基站服务区域的区间干扰用户集合,Pt代表第t个区间干扰用户的发射功率,htj代表第t个区间干扰用户中第j个副包的信道功率增益,rt代表的是第t个区间干扰用户到服务基站的距离,α代表路径损耗。
5.根据权利要求4所述的评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,其特征在于,步骤3具体步骤包括:
计算***传输方案的中断概率PF为:
其中M=0代表在延迟约束内没有重传,用户无法接收到反馈信息,传输失败;M≥1代表在延迟约束内至少有一次往返传输过程,M的表达式为:
其中代表的是比x小的最大整数,/>代表实时用户仍需要第m次往返过程传输的概率,即前m-1次往返传输过程都失败的概率,也就是在最大时延约束Tmax为前m-1次往返过程传输总延迟TK(m-1)时的中断概率,描述为:
代表在***传输方案中第m次往返过程传输中的成功概率,描述为:
式中代表第m次***方案往返过程传输中区内干扰用户数N=n的概率;ΘK[n,m,K]代表***传输方案中第m次***方案往返过程传输在区内干扰用户数N=n和副包个数为K的条件下用户的传输成功率;(1-ΘK[n,m,K])n代表***传输方案中第m次***方案往返过程的非碰撞率,即其余n个区内干扰用户没有被基站成功接收的概率。
6.根据权利要求5所述的评估免授权改进重传***在URLLC下的中断概率方法,其特征在于,计算闭合解的具体步骤包括:
步骤3.1、求解第m次***方案往返过程传输中区内干扰用户数N=n的概率表达式为:
其中c是一个常数为3.5;
步骤3.2、得到未考虑碰撞情况下的***传输方案中第m次***方案往返过程传输在区内干扰用户数N=n的条件下用户的传输成功率ΘK[n,m,K],表达式为:
步骤3.3、根据区内干扰功率Iintra表达式以及信道增益h服从均值为1的指数分布概率密度函数计算part1可得到期望值:
步骤3.4、根据区间干扰功率Iinter表达式以及信道增益h服从均值为1的指数分布概率密度函数可得到期望值:
利用换元法将代入式中进一步得到:
其中EP(P2/α)根据功率P的概率密度函数fP(p)求解,概率密度函数为
由此得到EP(P2/α)=ρ2/α/πλB,最后可得到:
步骤3.5、最后得到***传输方案中第m次***方案往返过程传输成功率ΘK[n,m,K]表达式为:
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