非地面网络的球面随机几何建模与分析
网络与互联网体系结构
2025-03-19 v1
摘要
非地面网络（NTN）预计将在下一代无线网络中至关重要，用于扩展覆盖范围并实现全球通信接入。随着非地面平台的广泛部署，评估NTN驱动的通信系统性能变得颇具挑战性。球面随机几何（spherical stochastic geometry, SG）是一种近期提出的分析框架，因其适用于建模大规模动态拓扑结构，以及能够提供干扰分析和低复杂度性能评估的 analytical（解析）框架，受到广泛关注。本文综述了基于球面SG的NTN网络建模与分析。我们首先介绍球面SG框架，阐述其历史与发展。随后，我们根据轨道建模方法将现有球面SG模型划分为三类，并提供常见模型的算法实现。进一步，我们通过案例研究探讨球面建模的准确性与必要性。在拓扑层面，介绍关联策略、中心角、天垂角、接触角和可用概率概念，并提供简明推导。在信道层面，详细阐述不同信道链路的大尺度衰落、小尺度衰落和束阵增益建模。最后，我们讨论了一些尚未充分探索但具有强烈动机和研究潜力的前沿话题，并预测未来的研究方向。
引用
@article{arxiv.2503.13455,
title = {Modeling and Analysis of Non-Terrestrial Networks by Spherical Stochastic Geometry},
author = {Ruibo Wang and Mustafa A. Kishk and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.13455},
year = {2025}
}