面向 LEO 卫星网络的学习式涌现随机接入协议
信息论
2021-12-06 v1 机器学习
math.IT
摘要
低地球轨道（LEO）卫星（SAT）的巨型星座被设想在超越第五代（5G）蜂窝系统中提供全球覆盖的卫星网络。LEO 卫星网络在时变卫星网络拓扑下呈现出众多用户的极长链路距离。这使得现有的多址接入协议，例如为固定地面网络拓扑设计的基于随机接入信道（RACH）的蜂窝协议，不再适用。为克服该问题，本文提出一种用于 LEO 卫星网络的新颖免授权随机接入方案，称为涌现随机接入信道协议（eRACH）。与现有的基于模型的标准化协议截然不同，eRACH 是一种通过与非平稳网络环境交互、利用多智能体深度强化学习（MADRL）而涌现的免模型方法。此外，通过利用已知的卫星轨道模式，eRACH 不需要中心协调或用户间额外通信，而训练收敛性通过规律轨道模式得以稳定。与 RACH 相比，我们从多种仿真中表明，所提 eRACH 在取得 0.989 的 Jain 公平性指数的同时，平均网络吞吐量高出 54.6%，平均接入时延约为其一半。
关键词
引用
@article{arxiv.2112.01765,
title = {Learning Emergent Random Access Protocol for LEO Satellite Networks},
author = {Ju-Hyung Lee and Hyowoon Seo and Jihong Park and Mehdi Bennis and Young-Chai Ko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.01765},
year = {2021}
}