This article studies the reliability of multi-hop routing in a multi-tier hybrid satellite-terrestrial relay network (HSTRN). We evaluate the reliability of multi-hop routing by introducing interruption probability, which is the probability that no relay device (ground gateway or satellite) is available during a hop. The single-hop interruption probability is derived and extended to the multi-hop interruption probability using a stochastic geometry-based approach. Since the interruption probability in HSTRN highly depends on the priority of selecting communication devices at different tiers, we propose three priority strategies: (i) stationary optimal priority strategy, (ii) single-hop interruption probability inspired strategy, and (iii) density inspired strategy. Among them, the interruption probability under the stationary optimal priority strategy can approach the ideal lower bound. However, when analyzing an HSTRN with a large number of tiers, the stationary optimal priority strategy is computationally expensive. The single-hop interruption probability inspired strategy is expected to be a low-complexity but less reliable alternative to the stationary optimal priority strategy. In numerical results, we study the complementarity between terrestrial devices and satellites. Furthermore, analytical results for reliability are also applicable to the analysis of satellite availability, coverage probability, and ultra-reliable and low latency communications (URLLC) rate. Finally, we extend our original routing strategy into a multi-flow one with dynamic priority strategy.


翻译:本文研究了多层混合卫星地面中继网络(HSTRN)中多跳路由的可靠性。我们通过引入中断概率(即一跳过程中无中继设备(地面网关或卫星)可用的概率)来评估多跳路由的可靠性。基于随机几何方法推导出单跳中断概率,并进一步扩展至多跳中断概率。由于HSTRN的中断概率高度依赖于不同层级通信设备的选优优先级,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论下界。然而,当分析包含大量层级的HSTRN时,静态最优优先级策略的计算复杂度较高。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低复杂度但可靠性稍低的替代方案。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,可靠性的分析结果同样适用于卫星可用性、覆盖概率以及超可靠低时延通信(URLLC)速率分析。最后,我们将原始路由策略扩展为采用动态优先级策略的多流路由策略。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
校招 | Girl for IT — 初入职场的妳们
微软招聘
0+阅读 · 2022年6月23日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
3+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
校招 | Girl for IT — 初入职场的妳们
微软招聘
0+阅读 · 2022年6月23日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员