基于SPN的LEO卫星网络性能分析与建模方法

本文主要探讨了"基于SPN的LEO卫星网络建模分析"这一主题，由作者李哲、洪志国和吕家国共同研究。他们针对低轨（LEO）卫星网络的通信过程，采用了随机Petri网（SPN）作为建模工具。SPN是一种强大的数学模型，用于描述系统中的并发事件和依赖关系，尤其适用于复杂系统如卫星网络，其中多个任务可能同时进行并相互影响。 研究的核心步骤是首先构建了一个LEO卫星网络通信过程的SPN模型，这个模型考虑了网络中各个节点间的交互、数据传输的随机性和不确定性。通过这种方法，作者能够捕捉到卫星网络中动态的性能特性，如平均时延（衡量数据包从发送到接收所需的时间）、平均吞吐量（网络在单位时间内处理数据的能力）和LEO卫星节点间的带宽利用率，这些都是衡量网络效率的关键指标。 接下来，他们利用SPN模型的结构，将其转化为等价的马尔可夫链，并通过求解相应的线性方程组来求解这些性能指标的数值。这种方法不仅提供了定量的性能评估，而且对于网络设计者来说，是优化网络性能、提高资源分配效率的重要依据。 通过此研究，作者提出的建模与性能评价方法对LEO卫星网络的设计和优化具有实际意义，它能够帮助网络工程师在实际部署和运行过程中更好地理解和控制网络的行为。此外，论文还强调了这种方法在卫星网络的构建和未来性能分析中的应用价值，使得卫星通信系统的规划和管理更为科学和精确。 这篇文章深入探讨了如何运用SPN理论和技术来解决LEO卫星网络的建模问题，为该领域的研究者和实践者提供了一种有效的分析工具和性能评估框架。这在当今全球通信需求日益增长，对低延迟、高带宽的卫星网络有着重要意义。