<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Comms. Net</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Communications and Networks</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Comms. Net</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2673-530X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">885749</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/frcmn.2022.885749</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Communications and Networks</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Neveu&#x2019;s Exchange Formula for Analysis of Wireless Networks With Hotspot Clusters</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Miyoshi</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Neveu&#x2019;s Exchange Formula for Wireless Networks</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Miyoshi</surname>
<given-names>Naoto</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1599511/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>
<institution>Department of Mathematical and Computing Science</institution>, <institution>Tokyo Institute of Technology</institution>, <addr-line>Tokyo</addr-line>, <country>Japan</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1165484/overview">Harpreet S. Dhillon</ext-link>, Virginia Tech, United States</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/975171/overview">Mehrnaz Afshang</ext-link>, Other, United States</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1700689/overview">Praful Mankar</ext-link>, International Institute of Information Technology, India</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Naoto Miyoshi&#x2009;, <email>miyoshi@is.titech.ac.jp</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Communications Theory, a section of the journal Frontiers in Communications and Networks</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>28</day>
<month>06</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>3</volume>
<elocation-id>885749</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>28</day>
<month>02</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>17</day>
<month>05</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Miyoshi.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Miyoshi</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Theory of point processes, in particular Palm calculus within the stationary framework, plays a fundamental role in the analysis of spatial stochastic models of wireless communication networks. Neveu&#x2019;s exchange formula, which connects the respective Palm distributions for two jointly stationary point processes, is known as one of the most important results in the Palm calculus. However, its use in the analysis of wireless networks seems to be limited so far and one reason for this may be that the formula in a well-known form is based upon the Voronoi tessellation. In this paper, we present an alternative form of Neveu&#x2019;s exchange formula, which does not rely on the Voronoi tessellation but includes the one as a special case. We then demonstrate that our new form of the exchange formula is useful for the analysis of wireless networks with hotspot clusters modeled using cluster point processes.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>stationary point processes</kwd>
<kwd>Palm calculus</kwd>
<kwd>Neveu&#x2019;s exchange formula</kwd>
<kwd>cluster point processes</kwd>
<kwd>device-to-device networks</kwd>
<kwd>hotspot clusters</kwd>
<kwd>coverage probability</kwd>
<kwd>device discovery</kwd>
</kwd-group>
<contract-sponsor id="cn001">Japan Society for the Promotion of Science<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100001691</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Spatial stochastic models have been widely accepted in the literature as mathematical models for the analysis of wireless communication networks, where irregular locations of wireless nodes, such as base stations (BSs) and user devices, are modeled using spatial point processes on the Euclidean plane (see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Baccelli and B&#x142;aszczyszyn, 2009a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B9">Baccelli and B&#x142;aszczyszyn, 2009b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Haenggi and Ganti, 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Haenggi, 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B36">Mukherjee, 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">B&#x142;aszczyszyn et al., 2018</xref>) for monographs and (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Andrews et al., 2016</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B20">ElSawy et al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B26">Hmamouche et al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Lu et al., 2021</xref>) for recent survey and tutorial articles). In such analysis of wireless networks, the theory of point processes, in particular Palm calculus within the stationary framework, plays a fundamental role. Neveu&#x2019;s exchange formula, which connects the respective Palm distributions for two jointly stationary point processes, is known as one of the most important results in the Palm calculus. However, its use in the analysis of wireless networks seems to be limited so far and one reason for this may be that the formula in a well-known form is based upon the Voronoi tessellation [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Section 6.3)]. In this paper, we present an alternative form of Neveu&#x2019;s exchange formula, which does not rely on the Voronoi tessellation but includes the one as a special case, and then demonstrate that it is useful for the analysis of spatial stochastic models based on cluster point processes.</p>
<p>A cluster point process represents a state such that there exist a large number of clusters consisting of multiple points and is used to model the locations of wireless nodes in an (urban) area with a number of hotspots. Indeed, many researchers have adopted the cluster point processes in their models of various wireless networks such as ad hoc networks (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Ganti and Haenggi, 2009</xref>), heterogeneous networks (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Chun et al., 2015</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B41">Suryaprakash et al., 2015</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B39">Saha et al., 2017</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B38">2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Afshang and Dhillon, 2018</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B40">Saha et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B44">Yang et al., 2021</xref>), device-to-device (D2D) networks (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Afshang et al., 2016</xref>), wireless powered networks (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Chen et al., 2017</xref>), unmanned aerial vehicle assisted networks (<xref ref-type="bibr" rid="B43">Turgut and Gursoy, 2018</xref>), and so on. In this paper, we focus on so-called stationary Poisson-Poisson cluster processes (PPCPs) [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B13">B&#x142;aszczyszyn and Yogeshwaran, 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B33">Miyoshi, 2019</xref>)] and apply the new form of the exchange formula to the analysis of stochastic models based on them.</p>
<p>We first use the exchange formula for the Palm characterization, where we derive the intensity measure, the generating functional and the nearest-neighbor distance distribution for a stationary PPCP under its Palm distribution. Although these results are known in the literature [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Baudin, 1981</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Ganti and Haenggi, 2009</xref>)], we here give them simple and unified proofs using the new form of the exchange formula. We next consider some applications to wireless networks modeled using stationary PPCPs, where we examine the problems of coverage and device discovery in a D2D network. The coverage analysis of a D2D network model based on a cluster point process was considered in (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Afshang et al., 2016</xref>), where a device communicates with another device in the same cluster. In contrast to this, we assume here that a device receives messages from the nearest transmitting device, which is possibly in a different cluster because clusters may overlap in space. For this model, we derive the coverage probability using the exchange formula. On the other hand, in the problem of device discovery, transmitting devices transmit broadcast messages and a receiving device can detect the transmitters if it can successfully decode the broadcast messages. Such a problem was studied in (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Hamida et al., 2008</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Baccelli et al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B27">Kwon and Choi, 2014</xref>) when the devices are located according to a homogeneous Poisson point process (PPP) and in (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Kwon et al., 2020</xref>) when the devices are located according to a Ginibre point process [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B34">Miyoshi and Shirai, 2014</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B35">2016</xref>), for the Ginibre point process and its applications to wireless networks]. We consider the case where the devices are located according to a stationary PPCP and derive the expected number of transmitting devices discovered by a receiving device. We should note that Neveu&#x2019;s exchange formula is also introduced in a more general form in (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Last and Thorisson, 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B29">Last, 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">Gentner and Last, 2011</xref>), so that the form presented in the paper may be within its scope. Nevertheless, we see in the rest of the paper that our new form would be valuable and could spread the application fields of the exchange formula.</p>
<p>The rest of the paper is organized as follows. The new form of Neveu&#x2019;s exchange formula is derived in the next section, where the relations with the existing forms are also discussed. In <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>, the exchange formula is applied to the Palm characterization of a stationary PPCP, where alternative proofs of the intensity measure, the generating functional and the nearest-neighbor distance distribution under the Palm distribution are given. In <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref>, some applications to wireless network models are examined, where for a D2D network model based on a stationary PPCP, the coverage probability and the expected number of discovered devices are derived using the exchange formula. The results of numerical experiments are also presented there. Concluding remarks are provided in <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Neveu&#x2019;s Exchange Formula</title>
<p>In this section, we discuss point processes on the <italic>d</italic>-dimensional Euclidean space <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> within the stationary framework (see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Chapter 6) for details on the stationary framework). In what follows, <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the Borel <italic>&#x3c3;</italic>-field on <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>&#x3b4;</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> denotes the Dirac measure with mass at <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote a probability space. On <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, a flow <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is defined such that <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub>: &#x3a9; &#x2192; &#x3a9; is <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-measurable and bijective satisfying <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub>&#x25e6;<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>u</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>t</italic>&#x2b;<italic>u</italic>
</sub> for <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>0</sub> is the identity for <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>; so that <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. We assume that the probability measure <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is invariant to the flow <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> (in other words, <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> preserves <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m16">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>) in the sense that <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m17">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> for any <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. A point process <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> on <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> is said to be compatible with the flow <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m23">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> if it holds that &#x3a6;(<italic>B</italic>)&#x25e6;<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub> &#x3d; &#x3a6;(<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub>(<italic>&#x3c9;</italic>), <italic>B</italic>) &#x3d; &#x3a6;(<italic>&#x3c9;</italic>, <italic>B</italic> &#x2b; <italic>t</italic>) &#x3d; &#x3a6;(<italic>B</italic> &#x2b; <italic>t</italic>) for <italic>&#x3c9;</italic> &#x2208; &#x3a9;, <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m24">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m25">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m26">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; that is, for <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m27">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m28">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, there exists an <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m29">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> such that <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>&#x25e6;<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub> &#x3d; <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>&#x2019;</sub> &#x2212; <italic>t</italic>. Under the assumption of the <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m30">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>-invariance of <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m31">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, a point process &#x3a6; compatible with <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m32">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is stationary in <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m33">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and furthermore, two point processes &#x3a6; and &#x3a8;, both of which are compatible with <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m34">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, are jointly stationary in <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m35">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Let <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m36">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m37">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> denote point processes on <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m38">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, which are both simple, compatible with <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m39">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and have positive and finite intensities <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub> and <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a8;</sub>, respectively. Thus, &#x3a6; and &#x3a8; are jointly stationary in probability <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m40">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and the respective Palm probabilities <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m41">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m42">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> are well-defined. Note that <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m43">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. In this paper, when we consider the event <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, we assign index 0 to the point at the origin; that is, <italic>X</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; 0 on {&#x3a6;({0}) &#x3d; 1}, and this is also the case for &#x3a8;; that is, <italic>Y</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; 0 on {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1}. To present an alternative form of Neveu&#x2019;s exchange formula, we introduce a family of shift operators <italic>S</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m45">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, on the set of measures <italic>&#x3b7;</italic> on <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by <italic>S</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub>
<italic>&#x3b7;</italic>(<italic>B</italic>) &#x3d; <italic>&#x3b7;</italic>(<italic>B</italic> &#x2b; <italic>t</italic>) for <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m47">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For example, operating <italic>S</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub> on the point process <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m48">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, we have <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m49">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. The shift operators <italic>S</italic>
<sub>
<italic>t</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m50">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, also work on a function <italic>h</italic> on <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m51">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> such as <italic>S<sub>t</sub>h</italic>(<italic>x</italic>) &#x3d; <italic>h</italic>(<italic>x</italic> &#x2b; <italic>t</italic>) for <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m52">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<statement>
<p>Theorem 1. For the two jointly stationary point processes <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m53">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m54">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> described above, we assume that a family of point processes <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m55">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m56">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, can be constructed such that<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1) <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m57">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m58">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, form a partition of &#x3a8;; that is, <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m59">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>2) <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is a stationary marked point process with the set of counting measures on <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m61">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> as its mark space.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Then, for any nonnegative random variable W defined on <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>,<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m63">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">&#x222b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m64">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m65">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> denote the expectations with respect to the Palm probabilities <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m66">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m67">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, and <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m68">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the mark associated with the point <italic>X</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; 0 on {&#x3a6;({0}) &#x3d; 1}<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_1">
<label>Proof</label>
<p>As with the proof of the exchange formula in (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorem 6.3.7), we start our proof with the mass transport formula [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorem 6.1.34)]; that is, for any measurable function <italic>&#x3be;</italic>: <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m69">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>,<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m70">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>Let <italic>&#x3be;</italic>(<italic>y</italic>) &#x3d; <italic>W</italic>&#x25e6;<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3a8;<sub>0</sub>({<italic>y</italic>}) on {&#x3a6;({0}) &#x3d; 1}. Then, the left-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eq. 2</xref> becomes<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m71">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>On the other hand, the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eq. 2</xref> is reduced to<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m72">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>where the first equality follows from <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m73">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m74">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and the fact that the point of &#x3a8; at the origin on a sample <italic>&#x3c9;</italic> &#x2208; {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1} is shifted to location &#x2212; <italic>x</italic> on the shifted sample <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>(<italic>&#x3c9;</italic>) for <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m75">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, and the last equality follows since there exists exactly one point, say <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>, of &#x3a6; such that its mark <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m76">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> has a point, say <italic>Y</italic>
<sub>
<italic>n</italic>,<italic>k</italic>
</sub>, satisfying <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> &#x2b; <italic>Y</italic>
<sub>
<italic>n</italic>,<italic>k</italic>
</sub> &#x3d; 0 on {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1}. The proof is completed.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Remark 1: Let <italic>W</italic> &#x2261; 1 in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eq. 1</xref>)<italic>.</italic> Then, we have <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m77">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and therefore, each &#x3a8;<sub>n</sub> in Theorem 1 has finite points. In the form of the exchange formula in (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorems 6.3.7 and 6.3.19), the point process &#x3a8; is partitioned by the Voronoi tessellation for &#x3a6;<italic>,</italic> which corresponds to a special case of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eq. 1</xref>) such that <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m78">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2229;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m79">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>V</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>(<italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>) denotes the Voronoi cell of point <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> of &#x3a6;. The condition in (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>) such that there are no points of &#x3a8; on the boundaries of Voronoi cells <italic>V</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>(<italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>)<italic>,</italic> <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m80">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, is covered by our Condition 1 in Theorem 1, where <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m81">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m82">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, form a partition of &#x3a8; and have no common points. On the other hand, our Theorem 1 considers only the case where the point process &#x3a6; is simple unlike (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorem 6.3.7). However, this would be enough for applications to wireless networks and, if necessary, it could be extended to the non-simple case. Another typical example of &#x3a8; and &#x3a6; in Theorem 1 is a cluster point process and its parent process. Although we focus on a PPCP in the following sections, more general cluster point processes inherently fulfill the conditions of the theorem [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Section 2.3.3)]. It should also be noted that, in (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Last and Thorisson, 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B29">Last, 2010</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">Gentner and Last, 2011</xref>), a more general formula is introduced under the name of Neveu&#x2019;s exchange formula, from which the mass transport formula <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">(Eq. 2)</xref> is derived. In that sense, our form <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(Eq. 1)</xref> may be within its scope. Nevertheless, we can see in the following sections that Theorem 1 is valuable in the sense that it is tractable and can spread the application fields of the exchange formula.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Applications to Cluster Point Processes</title>
<p>In this section, we demonstrate that Neveu&#x2019;s exchange formula <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(Eq. 1)</xref> in Theorem 1 is useful to characterize the Palm distribution of stationary cluster point processes. A cluster point process is, roughly speaking, constructed by placing point processes (usually with finite points), called offspring processes, around respective points of another point process, called a parent process, and is used to represent a state such that there exist a large number of clusters consisting of multiple points (see <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>). In particular, we focus here on a stationary PPCP described next.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>A sample of a 2-dimensional cluster point process (<inline-graphic xlink:href="frcmn-03-885749-fx1.tif"/>represents the points of the cluster point process and <inline-graphic xlink:href="frcmn-03-885749-fx2.tif"/>represents the points of the parent process).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-03-885749-g001.tif"/>
</fig>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Poisson-Poisson Cluster Processes</title>
<p>Let <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m83">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> denote a homogeneous PPP on <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m84">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, which works as the parent process, and let <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m85">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m86">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, denote a family of finite (therefore inhomogeneous) and mutually independent PPPs on <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m87">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, which are also independent of &#x3a6; and work as the offspring processes. Then, PPCP <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m88">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is given as<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m89">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>The PPCP &#x3a8; constructed as above is stationary since the parent process &#x3a6; is stationary and the offspring processes &#x3a8;<sub>
<italic>n</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m90">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, are independent and identically distributed [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Example 2.3.18)]. We assume that &#x3a6; has a positive and finite intensity <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>, and &#x3a8;<sub>
<italic>n</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m91">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, have an identical intensity measure <italic>&#x39b;</italic>
<sub>o</sub> &#x3d; <italic>&#x3bc; Q</italic>, where <italic>&#x3bc;</italic> is a positive constant and <italic>Q</italic> is a probability distribution on <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, the number of points in each offspring process follows a Poisson distribution with mean <italic>&#x3bc;</italic>, so that the intensity of &#x3a8; is equal to <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a8;</sub> &#x3d; <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>
<italic>&#x3bc;</italic>, and offspring points are scattered on <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m93">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> according to <italic>Q</italic> independently of each other. We further assume that <italic>Q</italic> is diffuse; that is, <italic>Q</italic>({<italic>x</italic>}) &#x3d; 0 for any <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m94">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, to make &#x3a8; simple. We refer to <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m95">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">(Eq. 3)</xref> as the cluster associated with <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> for <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m96">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Two main examples of the PPCPs are the (modified) Thomas point process and the Mat&#xe9;rn cluster process [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Chiu et al., 2013</xref>, Example 5.5)]. When <italic>Q</italic> is an isotropic normal distribution, then the obtained PPCP is called the Thomas point process. On the other hand, when <italic>Q</italic> is the uniform distribution on a fixed ball centered at the origin, then the result is called the Mat&#xe9;rn cluster process. Note that the PPCP &#x3a8; and its parent process &#x3a6; fulfill the conditions of Theorem 1.</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Characterization of Palm Distribution</title>
<p>For a stationary point process &#x3a8;, let &#x3a8;<sup>!</sup>&#x2254;&#x3a8; &#x2212; <italic>&#x3b4;</italic>
<sub>0</sub> on the event {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1}, which is referred to as the reduced Palm version of &#x3a8;.</p>
<p>
<statement>
<p>Lemma 1. For the stationary PPCP &#x3a8; described in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>, the intensity measure of the reduced Palm version &#x3a8;<sup>!</sup> (with respect to the Palm distribution) is given by<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m97">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where &#x7c;&#x22c5;&#x7c; denotes the Lebesgue measure on <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>Q</italic>
<sup>&#x2212;</sup>(<italic>B</italic>) &#x3d; <italic>Q</italic>(&#x2212;<italic>B</italic>) with &#x2212; <italic>B</italic> &#x3d; { &#x2212; <italic>x</italic>: <italic>x</italic> &#x2208; <italic>B</italic>} for <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m99">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_2">
<label>Proof</label>
<p>Since the offspring processes &#x3a8;<sub>
<italic>n</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m100">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, are PPPs, the PPCP &#x3a8; is a Cox point process; that is, once the parent process <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m101">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is given, &#x3a8; is conditionally an inhomogeneous PPP with a conditional intensity measure <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m102">
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Example 2.3.13)]. Since the reduced Palm version of a PPP is identical in distribution to its original version (not conditioned on {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1}) by Slivnyak&#x2019;s theorem [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Daley and Vere-Jones, 2008</xref>, Proposition 13.1.VII) or (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorem 3.2.4)], we have<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m103">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>Taking the expectation with respect to <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m104">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and then applying Theorem 1, we obtain<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m105">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>where <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a8;</sub> &#x3d; <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>
<italic>&#x3bc;</italic> is used in the second equality, the third equality follows because, for any <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m106">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m107">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, there exists an <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m108">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
<mml:mo>&#x222a;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> such that <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>&#x25e6;<italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; <italic>X</italic>
<sub>
<italic>n</italic>&#x2019;</sub> &#x2212; <italic>y</italic> on {&#x3a6;({0}) &#x3d; 1}, and in the last equality, we apply Campbell&#x2019;s formula [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Last and Penrose, 2017</xref>, Proposition 2.7) or (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorem 1.2.5)] for &#x3a8;<sub>0</sub>. For the expectation in the last expression above, Slivnyak&#x2019;s theorem, Campbell&#x2019;s formula for &#x3a6; and then Fubini&#x2019;s theorem yield<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m109">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>which completes the proof.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Remark 2. The second term on the right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Eq. 4</xref>) is of course equal to &#x3bc;&#x222b;Q(B &#x2b; y) Q(dy). We adopt the form in Lemma 1 due to its interpretability. Since Q is the distribution for the position of an offspring point viewed from its parent, Q<sup>&#x2212;</sup> represents the distribution for the location of the parent of the offspring point at the origin on the event {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1}. On the other hand, &#x3bc; Q(B &#x2212; y) gives the expected number of offspring points falling in <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m110">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> among a cluster whose parent is shifted to <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m111">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic> In other words, the second term on the right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Eq. 4</xref>) represents the expected number of offspring points falling in <italic>B</italic> among the cluster which is given to have one point at the origin. Since the first term on the right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Eq. 4</xref>) is equal to <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m112">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Lemma 1 states that the intensity measure for the reduced Palm version of a stationary PPCP is given as the sum of the intensity measure of the stationary version and that of a cluster which has one point at the origin. Lemma 1 is also a slight generalization of the result in (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Tanaka et al., 2008</xref>, Section 2.2).</p>
<p>The observation in Remark 2 is further enhanced by the following proposition.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Proposition 1. For the stationary PPCP <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m113">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> described in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>, the generating functional of the reduced Palm version &#x3a8;<sup>!</sup> (with respect to the Palm distribution) is given by<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m114">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>for any measurable function <italic>h</italic>
<italic>:</italic> <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m115">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, where</italic> <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m116">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is the generating functional of the stationary version of &#x3a8; given as<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m117">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>and <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the generating functional of an offspring process &#x3a8;<sub>1</sub> whose parent is shifted to <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m119">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>;<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Note that in Proposition 1 above, <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m121">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is the generating functional of the parent process &#x3a6;. The relation <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m122">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Eqs 6</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> is known to hold for more general cluster point processes [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Daley and Vere-Jones, 2003</xref>, Example 6.3(a)] or [<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Proposition 2.3.12 and Lemma 2.3.20)], whereas the last equalities in <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Eqs 6</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> follow because &#x3a6; and &#x3a8;<sub>1</sub> are PPPs, respectively (see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Last and Penrose, 2017</xref>, Exercise 3.6), or [<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Corollary 2.1.5)]. The relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Eq. 5</xref>) is derived in (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Ganti and Haenggi, 2009</xref>, Lemma 1), to which we give another proof using the exchange formula in Theorem 1.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_3">
<label>Proof</label>
<p>As stated in the proof of Lemma 1, once the parent process <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m124">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is given, the PPCP &#x3a8; is conditionally an inhomogeneous PPP with the conditional intensity measure <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m125">
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Since the reduced Palm version of a PPP is identical in distribution to its original (not conditioned) version, we have<disp-formula id="equ6">
<mml:math id="m126">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>where the generating functional of a PPP is applied in the second equality. Taking the expectation with respect to <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m127">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and then applying Theorem 1, we obtain<disp-formula id="equ7">
<mml:math id="m128">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>where Campbell&#x2019;s formula for &#x3a8;<sub>0</sub> is applied in the last equality. By Slivnyak&#x2019;s theorem and the stationarity for &#x3a6;, we have <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m129">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which completes the proof.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Remark 3. The right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Eq. 5</xref>) is given as the generating functional <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m130">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the stationary version of &#x3a8; multiplied by the integral term <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m131">
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the generating functional of an offspring process whose parent is shifted to <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m133">
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>Q</italic>
<sup>&#x2212;</sup> is the distribution of the location of the parent point of the offspring at the origin on the event {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1}, this integral term represents the generating functional of the cluster which is given to have a point at the origin. In other words, Proposition 1 implies that, for a stationary PPCP, its Palm version is obtained by the superposition of the original stationary version and an additional independent offspring process whose parent is placed such that it has an offspring point at the origin. This observation is already found in, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B40">Saha et al., 2019</xref>) and is also interpreted such that a point <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m134">
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> is first sampled from the distribution <italic>Q</italic>
<sup>&#x2212;</sup> and the Palm version of &#x3a6; at <italic>z</italic> is then obtained as &#x3a6; &#x2b; <italic>&#x3b4;</italic>
<sub>
<italic>z</italic>
</sub> by Slivnyak&#x2019;s theorem, which works as a parent process of the Palm version of &#x3a8;. Proposition 1 indeed supports this interpretation.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>3.3 Nearest-Neighbor Distance Distributions</title>
<p>For a stationary point process &#x3a8; on <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m135">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, let <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m136">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> be its reduced Palm version on {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1} and let <italic>Y</italic>
<sub>&#x2a;</sub> denote the nearest point of &#x3a8;<sup>!</sup> from the origin. Then, the nearest-neighbor distance distribution for &#x3a8; is defined as the probability distribution for &#x2016;<italic>Y</italic>
<sub>&#x2a;</sub>&#x2016; with respect to <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m137">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, where &#x2016; &#x22c5;&#x2016; denotes the Euclidean distance. We show below that the nearest-neighbor distance distribution for a stationary PPCP is obtained in a similar way to Proposition 1.</p>
<p>
<statement>
<p>Proposition 2. For the stationary PPCP &#x3a8; described in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>, the complementary nearest-neighbor distance distribution is given by<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m138">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m139">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>b</italic>
<sub>0</sub>(<italic>r</italic>) denotes a <italic>d</italic>-dimensional ball centered at the origin with radius <italic>r</italic>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_4">
<label>Proof</label>
<p>As with the proof of Proposition 1, we consider the conditional probability given the parent process <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m140">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and obtain<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m141">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>where the second equality follows from Slivnyak&#x2019;s theorem and the third does because &#x3a8;<sup>!</sup> is conditionally an inhomogeneous PPP with the intensity measure <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m142">
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> when &#x3a6; is given. The rest of the proof is similar to that of Proposition 1.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Remark 4. In (<xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Eq. 8</xref>), the term <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m143">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the complementary contact distance distribution and that is obtained by taking the expectation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eq. 9</xref>) with respect to <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m144">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, instead of <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m145">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Miyoshi, 2019</xref>)]. The result of Proposition 2 is consistent with the existing ones in, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Baudin, 1981</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Afshang et al., 2017a</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="B4">b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B37">Pandey et al., 2020</xref>) and gives a unified approach to derive the nearest-neighbor distance distributions for stationary PPCPs.</p>
</statement>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Applications to Wireless Networks With Hotspot Clusters</title>
<p>In this section, we apply Theorem 1 to the analysis of a D2D network with hotspot clusters modeled using a stationary PPCP. We here suppose <italic>d</italic> &#x3d; 2, but unless otherwise specified, the discussion holds for <italic>d</italic> &#x2265; 2 theoretically.</p>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Model of a Device-To-Device Network</title>
<p>Wireless devices are distributed on <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m146">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> according to a stationary point process <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m147">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>. At each time slot, each device is in transmission mode with probability <italic>p</italic> &#x2208; (0, 1) or in receiving mode with probability 1 &#x2212; <italic>p</italic> independently of the others (half duplex with random access). Devices in the transmission mode transmit signals but can not receive ones, whereas the devices in the receiving mode can receive signals but can not transmit ones. We assume that all transmitting devices transmit signals with identical transmission power (normalized to one) and share a common frequency spectrum. The path-loss function representing attenuation of signals with distance is given by <italic>&#x2113;</italic> satisfying <italic>&#x2113;</italic>(<italic>r</italic>) &#x2265; 0, <italic>r</italic> &#x3e; 0, and <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m148">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>&#x3f5;</italic> &#x3e; 0. We further assume that all wireless links receive Rayleigh fading effects while we ignore shadowing effects. We focus on the device at the origin, referred to as the typical device, under the condition of {&#x3a8;({0}) &#x3d; 1} and examine whether the typical device can decode messages from other transmitting devices. Let <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m149">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> denote the sub-process of &#x3a8; representing the locations of devices in the transmission mode and for each <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m150">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, let <italic>H</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub> denote a random variable representing the fading effect on signals transmitted from the device at <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m151">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>H</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m152">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, are mutually independent, independent of <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m153">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and exponentially distributed with unit mean due to the Rayleigh fading. With this setup, the received signal power by the typical device amounts to <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m154">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x005F;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when it receives signals from the device at <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m155">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>. Hence, if the typical device is in the receiving mode and communicates with the transmitting device at <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m156">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) is given as<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m157">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable class="subarray-c" columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>where <italic>N</italic> denotes a constant representing noise at the origin. We suppose that the typical device can successfully decode a message from the device at <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m158">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> if the typical device is in the receiving mode and <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m159">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e10">Eq. 10</xref>) exceeds a predefined threshold <italic>&#x3b8;</italic> &#x3e; 0.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 Coverage Analysis</title>
<p>We here suppose that a device in the receiving mode communicates with the nearest device in transmission mode. The probability that the typical device can successfully decode a message from its partner is called the coverage probability and is given by<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m160">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>where 1 &#x2212; <italic>p</italic> on the right-hand side indicates that the typical device must be in the receiving mode and the sum over <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m161">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the probability that the SINR from the nearest transmitting device exceeds the threshold <italic>&#x3b8;</italic>. We now suppose that the point process &#x3a8; representing the locations of devices is given as a stationary PPCP studied in <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>. Then, <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m162">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> representing the locations of devices in the transmission mode is also a stationary PPCP, where the parent process remains the same as the homogeneous PPP &#x3a6; with intensity <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>, whereas the offspring processes <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m163">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m164">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, are finite PPPs with the intensity measure <italic>p&#x3bc;Q</italic>.</p>
<p>
<statement>
<p>Theorem 2. For the model of a D2D network described in <xref ref-type="sec" rid="s4-1">Section 4.1</xref> with the devices deployed according to a stationary PPCP in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>, the coverage probability is given by<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m165">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where <italic>Q</italic>
<sup>&#x2212;</sup> is given in Lemma 1 and<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m166">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Before proceeding on the proof of Theorem 2, we give an intuitive interpretation to the result of it. First, as stated in the preceding section, <italic>Q</italic>
<sup>&#x2212;</sup> denotes the distribution for the location of the parent point of the typical device at the origin. Thus, <italic>p&#x3bc;I</italic>
<sub>1,<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) and <italic>p&#x3bc;I</italic>
<sub>2,<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Eq. 12</xref>) represent the cases where the typical device, whose parent is located at <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m167">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, communicates with the transmitting device in the same cluster and in a different cluster, respectively; that is, the location of the communication partner is sampled from a finite PPP with the intensity measure <italic>p&#x3bc;Q</italic>(d<italic>y</italic> &#x2212; <italic>t</italic>) in <italic>I</italic>
<sub>1,<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) and is from one with <italic>p&#x3bc;Q</italic>(d<italic>y</italic> &#x2212; <italic>x</italic>) in <italic>I</italic>
<sub>2,<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), where <italic>x</italic> is also sampled from a homogeneous PPP with intensity <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub>. Moreover, <italic>E</italic>
<sub>
<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>y</italic>) represents the effect from other clusters which are neither the one having the typical device nor the one having its communication partner at <italic>y</italic>. Finally, <italic>C</italic>
<sub>
<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>y</italic>, <italic>x</italic>) represents the effect of the cluster with the parent point at <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m168">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> when the typical device communicates with the transmitting device at <italic>y</italic>.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_5">
<label>Proof</label>
<p>Similar to the proof of Proposition 1, once the parent process <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m169">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is given, the point process <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m170">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> representing the locations of devices in the transmission mode is conditionally an inhomogeneous PPP with the conditional intensity measure <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m171">
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, we can use the corresponding approach to that obtaining the coverage probability for a cellular network with BSs deployed according to a PPP [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Andrews et al., 2011</xref>) or (<xref ref-type="bibr" rid="B12">B&#x142;aszczyszyn et al., 2018</xref>, Section 5.2)]. Since <italic>H</italic>
<sub>
<italic>m</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m172">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, are mutually independent, exponentially distributed, and also independent of &#x3a6;, we have from (<xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Eq. 11</xref>),<disp-formula id="equ8">
<mml:math id="m173">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfenced open="" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable class="subarray-c" columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.22em"/>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable class="subarray-c" columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>where <bold>
<italic>1</italic>
</bold>
<sub>
<italic>A</italic>
</sub> denotes the indicator function for set <italic>A</italic> and we use <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m174">
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>a</italic> &#x2265; 0 and <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m175">
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> in the last equality. Summing the above expression over <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m176">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, we have from Slivnyak&#x2019;s Theorem for &#x3a8; conditioned on &#x3a6; and the refined Campbell formula [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Daley and Vere-Jones, 2008</xref>, Theorem 13.2. III), (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Last and Penrose, 2017</xref>, Theorem 9.1) or (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Baccelli et al., 2020</xref>, Theorem 3.1.9)],<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m177">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="|">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>Furthermore, the generating functional of a PPP applying to the above expectation yields<disp-formula id="equ9">
<mml:math id="m178">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="|">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>Plugging this into (<xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Eq. 14</xref>), taking the expectation with respect to <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m179">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and then applying Neveu&#x2019;s exchange formula in Theorem 1, we have<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m180">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>where we note the existence of <italic>X</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; 0 on {&#x3a6;({0}) &#x3d; 1} in the second equality and apply Campbell&#x2019;s formula in the third equality. Noting that <italic>X</italic>
<sub>0</sub> &#x3d; 0 on {&#x3a6;({0}) &#x3d; 1}, we separate the expectation in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Eq. 15</xref>) into<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m181">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable class="subarray-c" columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>and consider the two terms on the right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Eq. 16</xref>) one by one. For the first term, the generating functional of a PPP yields (1st term of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Eq. 16</xref>))<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m182">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>On the other hand, applying Campbell&#x2019;s formula and the generating functional for &#x3a6; to the second term on the right-hand side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Eq. 16</xref>), we have (2nd term of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Eq. 16</xref>))<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m183">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>Finally, plugging (<xref ref-type="disp-formula" rid="e17">Eqs 17</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">18</xref>) into (<xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Eq. 16</xref>), and then into (<xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Eq. 15</xref>), we have (<xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Eq. 12</xref>) and the proof is completed.</p>
<p>When <italic>d</italic> &#x3d; 2 and the distribution <italic>Q</italic> for the locations of offspring points depends only on the distance; that is, <italic>Q</italic>(d<italic>y</italic>) &#x3d; <italic>f</italic>
<sub>o</sub>(&#x2016;<italic>y</italic>&#x2016;) d<italic>y</italic> for <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m184">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, we obtain a numerically computable form of the coverage probability.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Corollary 1. When <italic>d</italic> &#x3d; 2 and <italic>Q</italic>(d<italic>y</italic>) &#x3d; <italic>f</italic>
<sub>o</sub>(&#x2016;<italic>y</italic>&#x2016;) d<italic>y</italic>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m185">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, the coverage probability in Theorem 2 is reduced to<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m186">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m187">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em" class="nbsp"/>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_6">
<label>Proof</label>
<p>Since the distribution <italic>Q</italic> depends only on the distance, it holds that <italic>Q</italic>
<sup>&#x2212;</sup>(d<italic>t</italic>) &#x3d; <italic>Q</italic>(d<italic>t</italic>) &#x3d; <italic>f</italic>
<sub>o</sub>(&#x2016;<italic>t</italic>&#x2016;) d<italic>t</italic>, <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m188">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, and (<xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Eq. 12</xref>) is reduced to<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m189">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>where the polar coordinate conversion is applied in the second equality and<disp-formula id="equ10">
<mml:math id="m190">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>Therefore, we have<disp-formula id="equ11">
<mml:math id="m191">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>Plugging this into (<xref ref-type="disp-formula" rid="e21">Eq. 21</xref>), we have (<xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Eq. 19</xref>) and the proof is completed.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Device Discovery</title>
<p>We next consider the problem of device discovery. Devices in the transmission mode transmit broadcast messages, whereas a device in the receiving mode can discover the transmitters if it can successfully decode the broadcast messages. When a device in the receiving mode receives the signal from one transmitting device, the signals from all other transmitting devices work as interference. Then, the expected number of transmitting devices discovered by the typical device is represented by<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m192">
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold-italic">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<statement>
<p>Proposition 3. Consider the D2D network model described in <xref ref-type="sec" rid="s4-1">Section 4.1</xref> with the devices deployed according to a stationary PPCP given in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref>. Then, the expected number <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m193">
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of transmitting devices discovered by the typical device is obtained by (<xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Eq. 12</xref>) in Theorem 2 replacing the integral range &#x2016;<italic>z</italic>&#x2016; &#x3e; &#x2016;<italic>y</italic>&#x2016; in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Eq. 13</xref>) by <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m194">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. Moreover, when <italic>d</italic> &#x3d; 2 and <italic>Q</italic>(d<italic>y</italic>) &#x3d; <italic>f</italic>
<sub>o</sub>(&#x2016;<italic>y</italic>&#x2016;) d<italic>y</italic> for <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m195">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m196">
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is reduced to (<xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Eq. 19</xref>) in Corollary 1 replacing the integral range (<italic>s</italic>, <italic>&#x221e;</italic>) in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e20">Eq. 20</xref>) by (0, <italic>&#x221e;</italic>)<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_7">
<label>Proof</label>
<p>Since <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m197">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold-italic">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the difference between (<xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Eq. 11</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="e22">Eq. 22</xref>) is only the event <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This leads to the difference of the integral ranges in <italic>C</italic>
<sub>
<italic>&#x3b8;</italic>
</sub>(<italic>y</italic>, <italic>x</italic>) in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Eq. 13</xref>) and in <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m199">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e20">Eq. 20</xref>). Remark 5. Since <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m200">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Proposition 3 also gives an upper bound for the coverage probability with the max-SINR association policy, where a device in the receiving mode receives a message with the strongest SINR. This upper bound is known to be exact for <italic>&#x3b8;</italic> &#x3e; 1 since <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m201">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold-italic">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">S</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">I</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> almost surely [see (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Dhillon et al., 2012</xref>) or (<xref ref-type="bibr" rid="B12">B&#x142;aszczyszyn et al., 2018</xref>, Lemma 5.1.2)].</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>4.4 Numerical Experiments</title>
<p>We present the results of numerical experiments for the analytical results obtained in <xref ref-type="sec" rid="s4-2">Sections 4.2</xref>, <xref ref-type="sec" rid="s4-3">4.3</xref>. We set <italic>d</italic> &#x3d; 2 and the distribution <italic>Q</italic> for the location of the offspring points as <italic>Q</italic>(d<italic>y</italic>) &#x3d; <italic>f</italic>
<sub>o</sub>(&#x2016;<italic>y</italic>&#x2016;) d<italic>y</italic> and <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m202">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>s</italic> &#x2265; 0; that is, <italic>Q</italic> is the isotropic normal distribution with variance <italic>&#x3c3;</italic>
<sup>2</sup>, so that the resulting PPCP &#x3a8; is the Thomas point process. Furthermore, the path-loss function is set as <italic>&#x2113;</italic>(<italic>r</italic>) &#x3d; <italic>r</italic>
<sup>&#x2212;<italic>&#x3b2;</italic>
</sup>, <italic>r</italic> &#x3e; 0, with <italic>&#x3b2;</italic> &#x3e; 2.</p>
<p>The numerical results for the coverage probability are given in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, where the values of <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m203">
<mml:mi mathvariant="sans-serif">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with different values of <italic>&#x3b8;</italic> and <italic>&#x3c3;</italic>
<sup>2</sup> are plotted. The other parameters are fixed at <italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub> &#x3d; <italic>&#x3c0;</italic>
<sup>&#x2212;1</sup>, <italic>&#x3bc;</italic> &#x3d; 10, <italic>p</italic> &#x3d; 0.5, <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 4 and <italic>N</italic> &#x3d; 0. For comparison, the values when the devices are located according to a homogeneous PPP are also displayed in the figure with the label &#x201c;<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>2</sup> &#x2192; <italic>&#x221e;</italic>.&#x201d; From <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, we can see that, as the value of <italic>&#x3c3;</italic>
<sup>2</sup> increases, the coverage probability decreases and is closer to that for the homogeneous PPP. This is contrary to the case of cellular networks, where the coverage probability increases and is closer to that for the homogeneous PPP from below as the variance of the locations of offspring points increases [see (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Miyoshi, 2019</xref>)]. This difference is thought to be due to the fact that the locations of a receiving device and its communication partner are near to each other in the PPCP-deployed D2D network since they are both points of the same PPCP, whereas the location of a receiver is likely far from that of the associated BS in the PPCP-deployed cellular network since their locations are independent of each other.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Coverage probability as a function of SINR threshold (<italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub> &#x3d; <italic>&#x3c0;</italic>
<sup>&#x2212;1</sup>, <italic>&#x3bc;</italic> &#x3d; 10, <italic>p</italic> &#x3d; 0.5, <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 4 and <italic>N</italic> &#x3d; 0).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-03-885749-g002.tif"/>
</fig>
<p>The results of the device discovery is given in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>, where we know that the closed form expression of the expected number of discovered devices is obtained as <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m204">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="sans-serif">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> for the case of the homogeneous PPP with <italic>N</italic> &#x2261; 0 [see, e.g., (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Hamida et al., 2008</xref>)]. The figure shows similar features to the coverage probability.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Expected number of discovered devices as a function of SINR threshold (<italic>&#x3bb;</italic>
<sub>&#x3a6;</sub> &#x3d; <italic>&#x3c0;</italic>
<sup>&#x2212;1</sup>, <italic>&#x3bc;</italic> &#x3d; 10, <italic>p</italic> &#x3d; 0.5, <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 4 and <italic>N</italic> &#x3d; 0).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-03-885749-g003.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>In this paper, we have presented an alternative form of Neveu&#x2019;s exchange formula for jointly stationary point processes on <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m205">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and then demonstrated that it is useful for the analysis of spatial stochastic models given based on stationary PPCPs. We have first applied it to the Palm characterization for a stationary PPCP and then to the analysis of a D2D network modeled using a stationary PPCP. Although we have only considered some fundamental problems, we expect that the new form of the exchange formula will be utilized for the analysis of more sophisticated models leading up to the development of 5G and beyond networks.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s6">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author Contributions</title>
<p>The author confirms being the sole contributor of this work and has approved it for publication.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Grant-in-Aid for Scientific Research (C) 19K11838.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The author declares that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Afshang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chong</surname>
<given-names>P. H. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Modeling and Performance Analysis of Clustered Device-To-Device Networks</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>15</volume>, <fpage>4957</fpage>&#x2013;<lpage>4972</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2016.2550024</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Afshang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Poisson Cluster Process Based Analysis of HetNets with Correlated User and Base Station Locations</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>17</volume>, <fpage>2417</fpage>&#x2013;<lpage>2431</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2018.2794983</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Afshang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saha</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017a</year>). <article-title>Nearest-Neighbor and Contact Distance Distributions for Mat&#xe9;rn Cluster Process</article-title>. <source>IEEE Commun. Lett.</source> <volume>21</volume>, <fpage>2686</fpage>&#x2013;<lpage>2689</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lcomm.2017.2747510</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Afshang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saha</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017b</year>). <article-title>Nearest-neighbor and Contact Distance Distributions for Thomas Cluster Process</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>6</volume>, <fpage>130</fpage>&#x2013;<lpage>133</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Andrews</surname>
<given-names>J. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gupta</surname>
<given-names>A. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>A Primer on Cellular Network Analysis Using Stochastic Geometry</article-title>. <publisher-name>ArXiv:1604.03183 [cs.IT]</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.48550/arXiv.1604.03183</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Andrews</surname>
<given-names>J. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baccelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ganti</surname>
<given-names>R. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>A Tractable Approach to Coverage and Rate in Cellular Networks</article-title>. <source>IEEE Trans. Commun.</source> <volume>59</volume>, <fpage>3122</fpage>&#x2013;<lpage>3134</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tcomm.2011.100411.100541</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="web">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baccelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>B&#x142;aszczyszyn</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Karray</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Random Measures, Point Processes, and Stochastic Geometry</article-title>. <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://hal.inria.fr/hal-02460214">https://hal.inria.fr/hal-02460214</ext-link>.</comment> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baccelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>B&#x142;aszczyszyn</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009a</year>). <article-title>Stochastic Geometry and Wireless Networks: Volume I Theory</article-title>. <source>FNT Netw.</source> <volume>3</volume>, <fpage>249</fpage>&#x2013;<lpage>449</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1561/1300000006</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baccelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>B&#x142;aszczyszyn</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009b</year>). <article-title>Stochastic Geometry and Wireless Networks: Volume II Applications</article-title>. <source>FNT Netw.</source> <volume>4</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>312</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1561/1300000026</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baccelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khud</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Laroia</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Richardson</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shakkottai</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2012</year>). &#x201c;<article-title>On the Design of Device-To-Device Autonomous Discovery</article-title>,&#x201d; in <conf-name>2012 Fourth International Conference on Communication Systems and Networks</conf-name> (<publisher-loc>Bangalore, India</publisher-loc>: <publisher-name>COMSNETS</publisher-name>), <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/comsnets.2012.6151335</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baudin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1981</year>). <article-title>Likelihood and Nearest-Neighbor Distance Properties of Multidimensional Poisson Cluster Processes</article-title>. <source>J. Appl. Probab.</source> <volume>18</volume>, <fpage>879</fpage>&#x2013;<lpage>888</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2307/3213062</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>B&#x142;aszczyszyn</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Haenggi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Keeler</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mukherjee</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <source>Stochastic Geometry Analysis of Cellular Networks</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>B&#x142;aszczyszyn</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yogeshwaran</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Directionally Convex Ordering of Random Measures, Shot Noise Fields, and Some Applications to Wireless Communications</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>41</volume>, <fpage>623</fpage>&#x2013;<lpage>646</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Stochastic Wireless Powered Communication Networks with Truncated Cluster Point Process</article-title>. <source>IEEE Trans. Veh. Technol.</source> <volume>66</volume>, <fpage>11286</fpage>&#x2013;<lpage>11294</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tvt.2017.2726003</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chiu</surname>
<given-names>S. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stoyan</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kendall</surname>
<given-names>W. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mecke</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <source>Stochastic Geometry and its Applications</source>. <edition>3rd edn</edition>. <publisher-name>Wiley</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chun</surname>
<given-names>Y. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hasna</surname>
<given-names>M. O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ghrayeb</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Modeling Heterogeneous Cellular Networks Interference Using Poisson Cluster Processes</article-title>. <source>IEEE J. Sel. Areas Commun.</source> <volume>33</volume>, <fpage>2182</fpage>&#x2013;<lpage>2195</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/jsac.2015.2435271</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Daley</surname>
<given-names>D. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vere-Jones</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <source>An Introduction to the Theory of Point Processes: Volume I: Elementary Theory and Methods</source>. <edition>2nd edn</edition>. <publisher-loc>Switzerland</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Daley</surname>
<given-names>D. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vere-Jones</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <source>An Introduction to the Theory of Point Processes: Volume II: General Theory and Structure</source>. <edition>2nd edn.</edition> <publisher-loc>Switzerland</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ganti</surname>
<given-names>R. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baccelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andrews</surname>
<given-names>J. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Modeling and Analysis of <italic>K</italic>-Tier Downlink Heterogeneous Cellular Networks</article-title>. <source>IEEE J. Sel. Areas Commun.</source> <volume>30</volume>, <fpage>550</fpage>&#x2013;<lpage>560</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/jsac.2012.120405</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>ElSawy</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sultan-Salem</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alouini</surname>
<given-names>M.-S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Win</surname>
<given-names>M. Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Modeling and Analysis of Cellular Networks Using Stochastic Geometry: A Tutorial</article-title>. <source>IEEE Commun. Surv. Tutorials</source> <volume>19</volume>, <fpage>167</fpage>&#x2013;<lpage>203</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/comst.2016.2624939</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ganti</surname>
<given-names>R. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Haenggi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Interference and Outage in Clustered Wireless Ad Hoc Networks</article-title>. <source>IEEE Trans. Inf. Theory</source> <volume>55</volume>, <fpage>4067</fpage>&#x2013;<lpage>4086</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tit.2009.2025543</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gentner</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Last</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Palm Pairs and the General Mass-Transport Principle</article-title>. <source>Math. Z.</source> <volume>267</volume>, <fpage>695</fpage>&#x2013;<lpage>716</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00209-009-0642-4</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Haenggi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ganti</surname>
<given-names>R. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Interference in Large Wireless Networks</article-title>. <source>Found. Trends Netw.</source> <volume>3</volume>, <fpage>127</fpage>&#x2013;<lpage>248</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Haenggi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <source>Stochastic Geometry for Wireless Networks</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hamida</surname>
<given-names>E. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chelius</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Busson</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fleury</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Neighbor Discovery in Multi-Hop Wireless Networks: Evaluation and Dimensioning with Interference Considerations</article-title>. <source>Discrete Math. Theor. Comput. Sci.</source> <volume>10</volume>, <fpage>87</fpage>&#x2013;<lpage>114</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hmamouche</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Benjillali</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saoudi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yanikomeroglu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Renzo</surname>
<given-names>M. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>New Trends in Stochastic Geometry for Wireless Networks: A Tutorial and Survey</article-title>. <source>Proc. IEEE</source> <volume>109</volume>, <fpage>1200</fpage>&#x2013;<lpage>1252</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/jproc.2021.3061778</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kwon</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Choi</surname>
<given-names>J.-W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Spatial Performance Analysis and Design Principles for Wireless Peer Discovery</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>13</volume>, <fpage>4507</fpage>&#x2013;<lpage>4519</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2014.2321142</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kwon</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ju</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Performance Study for Random Access-Based Wireless Mutual Broadcast Networks with Ginibre Point Processes</article-title>. <source>IEEE Commun. Lett.</source> <volume>24</volume>, <fpage>1581</fpage>&#x2013;<lpage>1585</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lcomm.2020.2987913</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Last</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). &#x201c;<article-title>Modern Random Measures: Palm Theory and Related Models</article-title>,&#x201d; in <source>New Perspectives in Stochastic Geometry</source>. Editors <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Kendall</surname>
<given-names>W. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Molchanov</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<publisher-loc>United Kingdom</publisher-loc>: <publisher-name>Oxford University Press</publisher-name>), <fpage>77</fpage>&#x2013;<lpage>110</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Last</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Penrose</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <source>Lectures on the Poisson Process</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Last</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Thorisson</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Invariant Transports of Stationary Random Measures and Mass-Stationarity</article-title>. <source>Ann. Probab.</source> <volume>37</volume>, <fpage>790</fpage>&#x2013;<lpage>813</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1214/08-aop420</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Salehi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Haenggi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hossain</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Stochastic Geometry Analysis of Spatial-Temporal Performance in Wireless Networks: A Tutorial</article-title>. <source>IEEE Commun. Surv. Tutorials</source> <volume>23</volume>, <fpage>2753</fpage>&#x2013;<lpage>2801</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/comst.2021.3104581</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Miyoshi</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Downlink Coverage Probability in Cellular Networks with Poisson-Poisson Cluster Deployed Base Stations</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>8</volume>, <fpage>5</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lwc.2018.2845377</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Miyoshi</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shirai</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>A Cellular Network Model with Ginibre Configured Base Stations</article-title>. <source>Adv. Appl. Probab.</source> <volume>46</volume>, <fpage>832</fpage>&#x2013;<lpage>845</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1239/aap/1409319562</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Miyoshi</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shirai</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Spatial Modeling and Analysis of Cellular Networks Using the Ginibre Point Process: A Tutorial</article-title>. <source>IEICE Trans. Commun.</source> <volume>E99-B</volume>, <fpage>2247</fpage>&#x2013;<lpage>2255</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1587/transcom.2016nei0001</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mukherjee</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <source>Analytical Modeling of Heterogeneous Cellular Networks: Geometry, Coverage, and Capacity</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pandey</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gupta</surname>
<given-names>A. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>On the Contact and Nearest-Neighbor Distance Distributions for the ${n}$ -Dimensional Mat&#xe9;rn Cluster Process</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>9</volume>, <fpage>394</fpage>&#x2013;<lpage>397</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lwc.2019.2957221</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Saha</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Afshang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>3GPP-inspired HetNet Model Using Poisson Cluster Process: Sum-Product Functionals and Downlink Coverage</article-title>. <source>IEEE Trans. Commun.</source> <volume>66</volume>, <fpage>2219</fpage>&#x2013;<lpage>2234</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tcomm.2017.2782741</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Saha</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Afshang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Enriched $K$ -Tier HetNet Model to Enable the Analysis of User-Centric Small Cell Deployments</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>16</volume>, <fpage>1593</fpage>&#x2013;<lpage>1608</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2017.2649495</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Saha</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhillon</surname>
<given-names>H. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miyoshi</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andrews</surname>
<given-names>J. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Unified Analysis of HetNets Using Poisson Cluster Processes under Max-Power Association</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>18</volume>, <fpage>3797</fpage>&#x2013;<lpage>3812</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2019.2917904</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Suryaprakash</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Moller</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fettweis</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>On the Modeling and Analysis of Heterogeneous Radio Access Networks Using a Poisson Cluster Process</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>14</volume>, <fpage>1035</fpage>&#x2013;<lpage>1047</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2014.2363454</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tanaka</surname>
<given-names>U.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ogata</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stoyan</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Parameter Estimation and Model Selection for Neyman-Scott Point Processes</article-title>. <source>Biom. J.</source> <volume>50</volume>, <fpage>43</fpage>&#x2013;<lpage>57</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/bimj.200610339</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Turgut</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gursoy</surname>
<given-names>M. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Downlink Analysis in Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Assisted Cellular Networks with Clustered Users</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>6</volume>, <fpage>36313</fpage>&#x2013;<lpage>36324</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/access.2018.2841655</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lim</surname>
<given-names>T. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Motani</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Modeling and Analysis of HetNets with Interference Management Using Poisson Cluster Process</article-title>. <source>IEEE Trans. Veh. Technol.</source> <volume>70</volume>, <fpage>12039</fpage>&#x2013;<lpage>12054</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tvt.2021.3114739</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>