基于随机几何的低轨星座下行通信链路仿真与分析

作     者：梁国鑫 张雨曼 周家恩 杨博宇 赵亚飞 张世杰 LIANG Guoxin;ZHANG Yuman;ZHOU Jiaen;YANG Boyu;ZHAO Yafei;ZHANG Shijie

作者机构：北京邮电大学信息与通信工程学院网络与交换技术全国重点实验室北京100876 银河航天(北京)通信技术有限公司北京100192 

出 版 物：《移动通信》 (Mobile Communications)

年 卷 期：2024年第48卷第1期

页      面：79-87页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：北京市科技计划“面向低轨卫星的Ka频段轻小型机载终端样机研制及示范应用”(Z221100007722012) 

主　　题：卫星通信 低轨卫星 星座建模 星地链路 

摘      要：低轨卫星网络具有低成本、大容量、广覆盖的特性,是未来空天地海一体化网络中的重要支柱和6G网络的关键组成部分,开展链路分析对于低轨星座链路设计与优化具有重要意义。由于低轨卫星移动性强、星地电磁环境复杂、链路较长等特点,星地信息传输与传统地面移动通信有着显著差异。根据低轨星座的特性构建星座网络的随机几何BPP模型,并针对低轨星座空间分布及移动特征,分析了单星及多星场景下的损耗、干扰等对星地通信链路的影响。通过给出星座系统干扰期望计算方法,并基于所构建BPP网络对星地通信链路特性进行仿真。仿真结果表明,构建随机几何的基于BPP分布的星座模型可以很好地模拟卫星网络的状态,采用随机几何对低轨星座下行通信链路进行仿真分析,能够得到更具泛化的星座构型下低轨星座对地面站的干扰情况,为巨型低轨星座网络分析及星地链路设计提供了参考。