双层混合卫星网络优化:提升覆盖性能与降低时延

6 下载量 136 浏览量 更新于2024-08-31 收藏 568KB PDF 举报
"双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估" 在卫星通信领域,传统的单层卫星网络由于其抗毁能力不足和处理时延高等问题,已经无法满足日益增长的通信需求。同样,三层卫星网络虽然能提供更广泛的覆盖,但因其复杂的管理和较高的链路冗余度,也面临着挑战。针对这些问题,研究者提出了一个创新的解决方案,即双层混合卫星网络优化设计。 在该设计中,研究者采用了Walker星座和极轨星座,分别对中地球轨道(MEO)和低地球轨道(LEO)的卫星进行组网分析和星座设计。这种双层混合结构旨在结合两种轨道卫星的优势,提高网络的抗毁性和减少处理时延。Walker星座以其独特的相位配置提供了稳定的覆盖,而极轨星座则能有效填充覆盖空缺,确保服务连续性。 同时,为了能对不同构型的卫星星座进行统一的覆盖性能评估,研究者引入了层次分析法(AHP)模型。AHP是一种决策分析工具,它允许在多个相互冲突的准则之间进行权衡,以达到最佳决策。在此,该模型被用来综合考虑各种性能指标,如覆盖率、平均间隙时长和平均响应时间,从而为不同星座构型提供一致的评估标准。 仿真实验结果显示,提出的双层混合卫星网络优化设计方案显著提升了对中国区域的覆盖率,降低了平均间隙时长,同时也减少了平均响应时间,这表明该方案能有效地满足全天时覆盖的需求。这对于提供不间断的通信服务,尤其是在偏远或紧急情况下,具有重大意义。 卫星星座设计是卫星通信系统的核心部分,其目标是在有限的卫星数量下实现最大化的覆盖范围。过去的研究主要集中在单一轨道星座或者三层结构上,但这些方法都有其局限性。本文的贡献在于提出了一种新的优化策略,它不仅解决了现有卫星网络的缺陷,还为未来卫星通信网络的设计提供了新的思路和技术手段。 双层混合卫星网络优化设计结合了不同轨道的优势,通过合理的星座布局和性能评估模型,提升了整个网络的效率和可靠性。这一研究对于推动卫星通信技术的进步,尤其是对于构建下一代网络(NGN)的基础设施,具有深远的影响。