毫米波自组织网中覆盖概率和频谱效率研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着移动通信、卫星通信等各种无线通信技术的发展以及用户对影音数据应用需求的急剧扩大，通信网络中对系统容量和吞吐量的要求也越来越高。而在某些特定领域，对通信系统的可靠性也有更高的要求。而处在高频段的毫米波由于具有较丰富的频谱资源和诸多其他优点而越来越受到工程师的青睐。毫米波在频谱上由于其介于微波和光波之间，自然也具有二者的一部分长处。同时与传统的无线电短波、超短波和微波通信相比又有着独特的优势。毫米波通信的保密性很好，进行窃听和干扰的难度很大。这是因为一方面毫米波在大气中传播受降水吸收影响，衰减很大，所以点对点的直通距离很短，在这个距离之外的信号十分微弱；另一方面，由于毫米波波束窄，副瓣低。而毫米波对沙尘、烟雾等空气中的微粒穿透能力却比一般的微波强得多，这就使得毫米波通信可以在大气情况复杂的地区和情况下依然能够进行。和微波系统相比，基于毫米波的通信设备体积小，可以很方便的利用天线获得很高的方向性，有利于通信的隐蔽和保密的同时也利于设备的小型化。

由于其种种优点，毫米波在信息化以来就受到广泛研究，并成功运用于多个方面。当前的毫米波通信系统主要包括地面的点对点通信和卫星通信。丰富的频谱资源使毫米波在卫星通信中得到了大量的研究和应用。此外，由于毫米波波段在大气中损耗极大，而星际空间中大气极为稀薄，所以星际通信采用毫米波通信效果显著的同时也不容易被地面站窃听。此外，毫米波由于衰减峰的存在，在军队电子对抗中也起着至关重要的作用。

在未来，由于频谱资源的匮乏，毫米波将会在军用和民用领域中得到更深入的研究和更广泛的应用。在军用领域可以用于星际通信、星际中继、保密通信、敌我识别、电子干扰对抗等方面；而在民用领域则可以用于宽带多媒体通信、车载智能终端、测量雷达、地形测绘、天文、广播通信、星际链路等方面。而由于其含有巨大的开发潜力，在未来的相当长时间内还将有深入而广泛的研究。总之，毫米波通信是种很有发展前景的无线通信技术。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计主要针对与新一代移动通信相关的毫米波在自组织网络中的覆盖概率、网络容量和频谱效率等基本内容的研究。研究过程主要分为建立模型、计算分析、仿真验证和得出结论四个阶段。

在建立模型阶段，我们考虑以泊松点过程（ppp）来模拟网络节点的分布。每一个节点采用定向天线技术，普通节点的波束方向抽象为[0,2pi]上的均匀随机变量。

而计算分析极端主要通过对覆盖概率、网络容量和频谱效率等衡量网络性能的参量进行计算分析。我们在这里定义覆盖概率为在给定sinr阈值和中断概率的情况下，接收sinr大于t的概率，即覆盖概率：p=p[sinrt]；而网络容量定义为在给定sinr阈值和中断概率的情况下，网络所能支持的最大用户密度；

3. 研究计划与安排

1-3周 查阅中、英文资料，完成开题报告，完成不少于2万字符的英文翻译任务；

4-8周 毫米波自组织网基本节点分布性质和用户截图方案设计；

9-13周 完成毫米波自组织网覆盖概率、容量和频谱效率分析评测总结；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]彭木根.无线通信导论[m].北京:北京邮电大学出版社,2011.

[2]任智.无线自组织网络路由协议及应用[m].北京:电子工业出版社,2015.

[3] a.thornburg,tianyang bai, r.w.heath.mmwave ad hoc network coverage and capacity[c]. communications(icc), 2015 ieee international conference on pp.1310-1315,doi:10.1109/icc.2015.7248504.