具备多连接的三维网络可靠性与时延分析：卫星、高空平台与蜂窝通信
系统与控制
2023-08-22 v1 系统与控制
摘要
电动垂直起降（eVTOL）飞机等航空器（AVs）使城市环境中的空中客运成为现实。然而，为实现其安全与规模化运行，其通信连接性仍有待研究。本文设想一种支持多连接（MC）的航空网络，为 AVs 提供泛在可靠服务。我们考虑了具备直连空对地（DA2G）与空对空（A2A）通信、高空平台（HAPs）和低地球轨道（LEO）卫星的垂直异构网络。我们评估了远程驾驶场景及控制/遥测流量下 AVs 下行链路的端到端（E2E）多跳可靠性与网络可用性。指挥控制（C2）连接服务需要超可靠低时延通信（URLLC），因此我们分析了有限块长（FBL）机制下的 E2E 可靠性与时延。我们探究了不同 MC 选项如何在考虑天线辐射方向图与不可靠回程链路的情况下满足严苛的 E2E 连接需求。由于 AVs 的无缝连接因视距（LoS）干扰和地面基站（BS）天线下倾角增益降低而极具挑战，我们采用地面 BS 间的协调多点（CoMP）以缓解小区间干扰。此外，我们求解了一个在服务质量（QoS）约束下选择最优 MC 路径的优化问题。我们最大化频谱效率（SE）以确定所需链路数最少的最优 MC 路径。基于仿真结果，我们发现即使采用非常高效的干扰抑制，MC 仍是安全远程驾驶操作的关键赋能技术。
引用
@article{arxiv.2308.09812,
title = {Reliability and Delay Analysis of 3-Dimensional Networks with Multi-Connectivity: Satellite, HAPs, and Cellular Communications},
author = {Fateme Salehi and Mustafa Ozger and Cicek Cavdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09812},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 10 figures, accepted to be published in IEEE TNSM journal. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2205.06046