Outage Probability Analysis of LR-FHSS and D2D-aided LR-FHSS Protocols in Shadowed-Rice Fading Direct-to-Satellite IoT Networks

衰退 扩频 阿罗哈 传输(电信) 计算机科学 计算机网络 跳频扩频 电子工程 频道(广播) 无线 电信 吞吐量 工程类
作者
Alireza Maleki,Ha H. Nguyen,Ebrahim Bedeer,Robert Barton
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-1
标识
DOI:10.1109/jiot.2023.3329361
摘要

In this paper, we present a device-to-device (D2D) transmission scheme for aiding long-range frequency hopping spread spectrum (LR-FHSS) LoRaWAN protocol with application in direct-to-satellite IoT networks. We consider a practical ground-to-satellite fading model, i.e. shadowed-Rice channel, and derive the outage performance of the LR-FHSS network. With the help of network coding, a D2D-aided LR-FHSS transmission scheme is proposed to improve the network capacity for which a closed-form outage probability expression is also derived. The obtained analytical expressions for both LR-FHSS and D2D-aided LR-FHSS outage probabilities are validated by computer simulations for different parts of the analysis capturing the effects of noise, fading, unslotted ALOHA-based time scheduling, the receiver’s capture effect, IoT device distributions, and distance from node to satellite. The total outage probability for the D2D-aided LR-FHSS shows a considerable increase of 249.9% and 150.1% in network capacity at a typical outage of 10-2 for the data rates of DR6 (325 bps) and DR5 (162 bps), respectively, when compared to LR-FHSS. This is obtained at the cost of a minimum of one and a maximum of two additional transmissions per IoT end device imposed by the D2D scheme in each time slot.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Sen应助笑点低醉波采纳,获得10
刚刚
刚刚
ada发布了新的文献求助10
1秒前
wing发布了新的文献求助10
1秒前
conycc完成签到,获得积分20
1秒前
dongjh完成签到,获得积分10
1秒前
不许不行完成签到,获得积分10
1秒前
奋斗冷亦发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
负责秋天完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.3应助LinHongsheng采纳,获得10
5秒前
清爽松鼠完成签到,获得积分10
5秒前
Jin完成签到,获得积分10
6秒前
江北小赵发布了新的文献求助10
7秒前
深情安青应助研友_秋之柔采纳,获得10
8秒前
9秒前
yuki完成签到,获得积分10
9秒前
CodeCraft应助一壶古酒采纳,获得30
11秒前
zhaoqing完成签到,获得积分10
12秒前
k11完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
shen发布了新的文献求助10
14秒前
在人中完成签到,获得积分10
14秒前
丹佛发布了新的文献求助10
14秒前
Amy完成签到 ,获得积分10
16秒前
田様应助谭智航采纳,获得10
17秒前
拼搏问安发布了新的文献求助10
17秒前
j44444发布了新的文献求助30
17秒前
18秒前
香蕉觅云应助yyxhahaha采纳,获得10
19秒前
彭于晏应助安静寄风采纳,获得10
20秒前
147发布了新的文献求助10
20秒前
ada完成签到,获得积分10
20秒前
雪白不斜完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
Meteor完成签到 ,获得积分10
22秒前
shen完成签到,获得积分10
22秒前
LG发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
安生发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
Organic Reactions Volume 118 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6454891
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8265665
关于积分的说明 17616794
捐赠科研通 5520800
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2904748
邀请新用户注册赠送积分活动 1881498
关于科研通互助平台的介绍 1724273