مقاله وجود همزمان شبکه های زمینی و غیر زمینی در باند S

چکیده

Co-existence of terrestrial and non-terrestrial networks (NTN) is foreseen as an important component to fulfill the global coverage promised for sixth-generation (6G) of cellular networks. Due to ever rising spectrum demand, using dedicated frequency bands for terrestrial network (TN) and NTN may not be feasible. As a result, certain S-band frequency bands allocated by radio regulations to NTN networks are overlapping with those already utilized by cellular TN, leading to significant performance degradation due to the potential co-channel interference. Early simulation-based studies on different co-existence scenarios failed to offer a comprehensive and insightful understanding of these networks’ overall performance. Besides, the complexity of a brute force performance evaluation increases exponentially with the number of nodes and their possible combinations in the network. In this paper, we utilize stochastic geometry to analytically derive the performance of TN-NTN integrated networks in terms of the probability of coverage and average achievable data rate for two co-existence scenarios. From the numerical results, it can be observed that, depending on the network parameters, TN and NTN users’ distributions, and traffic load, one co-existence case may outperform the other, resulting in optimal performance of the integrated network. The analytical results presented herein pave the way for designing state-of-the-art methods for spectrum sharing between TN and NTN and optimizing the integrated network performance.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

همزیستی شبکه های زمینی و غیر زمینی (NTN) به عنوان یک مؤلفه مهم برای تحقق پوشش جهانی وعده داده شده برای نسل ششم (6G) شبکه های سلولی پیش بینی شده است.با توجه به افزایش تقاضای طیف ، استفاده از نوارهای فرکانس اختصاصی برای شبکه زمینی (TN) و NTN ممکن است امکان پذیر نباشد.در نتیجه ، برخی از باندهای فرکانس باند S اختصاص داده شده توسط مقررات رادیویی به شبکه های NTN با آنهایی که قبلاً توسط TN سلولی مورد استفاده قرار می گیرند ، همپوشانی دارند و منجر به تخریب عملکرد قابل توجهی به دلیل تداخل احتمالی کانال می شوند.مطالعات مبتنی بر شبیه سازی اولیه در سناریوهای مختلف همزیستی نتوانست درک جامع و روشنگری از عملکرد کلی این شبکه ها ارائه دهد.علاوه بر این ، پیچیدگی ارزیابی عملکرد نیروی بی رحمانه با تعداد گره ها و ترکیب های احتمالی آنها در شبکه به صورت نمایی افزایش می یابد.در این مقاله ، ما از هندسه تصادفی استفاده می کنیم تا عملکرد شبکه های یکپارچه TN-NTN را از نظر احتمال پوشش و میانگین نرخ داده های قابل دستیابی برای دو سناریوی همزیستی به دست آوریم.از نتایج عددی ، می توان مشاهده کرد که بسته به پارامترهای شبکه ، توزیع کاربران TN و NTN و بار ترافیک ، یک مورد همزیستی ممکن است از دیگری بهتر عمل کند و در نتیجه عملکرد بهینه شبکه یکپارچه باشد.نتایج تحلیلی ارائه شده در اینجا ، راه را برای طراحی روشهای پیشرفته برای به اشتراک گذاری طیف بین TN و NTN و بهینه سازی عملکرد یکپارچه شبکه هموار می کند.