存在干扰时基于 LEO 卫星的物联网网络性能分析
信号处理
2023-09-06 v3
摘要
本文提出一种使用巨型近地轨道星座的物联网（IoT）网络星型嵌套拓扑。所提拓扑使 IoT 用户能够通过共享信道同时向多颗卫星广播其感知数据，随后使用放大转发中继转发至地面站（GS）。GS 利用最大比合并对来自多颗卫星的信号进行相干合并。为分析存在干扰时该拓扑的性能，在假设 GS 处信道状态信息不完美的条件下，进行了全面的断线概率（OP）分析。本文采用随机几何对卫星随机位置建模，使分析具有通用性且独立于任何特定星座。此外，本文考察了 GS 处基于连续干扰消除（SIC）和捕获模型（CM）的解码方案以缓解干扰。解析推导了基于 CM 方案的平均 OP 以及 SIC 方案中最优用户的 OP。本文还给出了高信噪比（SNR）假设下 OP 的简化表达式，并用于优化系统参数以实现目标 OP。仿真结果与分析表达式一致，并揭示了掩角、高度、卫星数量和解码顺序等多种系统参数的影响。本研究结果表明，所提拓扑能有效利用多颗卫星的优势来实现所需 OP，并支持 IoT 用户间无需协调的突发传输，使其成为基于卫星的 IoT 网络的一个有吸引力的选择。
引用
@article{arxiv.2211.04036,
title = {Performance Analysis of LEO Satellite-Based IoT Networks in the Presence of Interference},
author = {Ayush Kumar Dwivedi and Sachin Chaudhari and Neeraj Varshney and Pramod K. Varshney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.04036},
year = {2023}
}