多层低地球轨道卫星网络中多跳路由的可靠性分析
网络与互联网体系结构
2023-03-07 v1
摘要
本文研究了多层混合星地中继网络（HSTRN）中多跳路由的可靠性。我们通过引入中断概率来评估多跳路由的可靠性，中断概率是指在一跳期间无可用中继设备（地面网关或卫星）的概率。推导了单跳中断概率，并使用基于随机几何的方法将其推广至多跳中断概率。由于HSTRN中的中断概率高度依赖于不同层通信设备的选择优先级，我们提出了三种优先级策略：（i）静态最优优先级策略，（ii）单跳中断概率启发式策略，以及（iii）密度启发式策略。其中，静态最优优先级策略下的中断概率可逼近理想下界。然而，在分析具有大量层的HSTRN时，静态最优优先级策略计算开销大。单跳中断概率启发式策略有望成为静态最优优先级策略的一种低复杂度但可靠性较低的替代方案。数值结果中，我们研究了地面设备与卫星之间的互补性。此外，可靠性分析结果也适用于卫星可用性、覆盖概率以及超可靠低时延通信（URLLC）速率的分析。最后，我们将原始路由策略扩展为具有动态优先级策略的多流路由策略。
引用
@article{arxiv.2303.02286,
title = {Reliability Analysis of Multi-hop Routing in Multi-tier LEO Satellite Networks},
author = {Ruibo Wang and Mustafa A. Kishk and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.02286},
year = {2023}
}