三维多连通网络的可靠性与延迟分析：卫星、高空平台与蜂窝通信

空中飞行器（AVs）如电动垂直起降（eVTOL）飞机使城市环境中的空中客运成为现实。然而，其通信连接性仍处于研究阶段，以实现其安全和大规模运行。本文设想了一个支持多连通（MC）的空中网络，以向AVs提供普遍且可靠的通信服务。考虑了具有直接空地（DA2G）和空空（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AVs下行链路在远程操控场景下的端到端（E2E）多跳可靠性和网络可用性，并分析了控制/遥测流量的通信性能。命令与控制（C2）连接服务需要超可靠且低延迟通信（URLLC），因此我们分析了在有限块长（FBL）模式下的E2E可靠性和延迟。我们探讨了不同的MC选项如何满足严格的E2E连接需求，同时考虑天线辐射模式和不可靠的回传链路。由于为AVs提供无缝连接极具挑战性，原因是视距（LoS）干扰和下倾地面基站（BS）天线增益的减少，我们使用地面BS之间的协调多点（CoMP）来缓解小区间干扰。此外，我们解决了一个优化问题，以在服务质量（QoS）约束下选择最佳MC路径。我们最大化频谱效率（SE）以指定具有最少所需链路的最优MC路径。基于仿真结果，我们发现即使在非常有效的干扰抑制下，MC仍是实现安全远程操控操作的关键使能技术。

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