基于随机几何的低地球轨道卫星星座下行覆盖与速率分析
系统与控制
2020-05-06 v3 网络与互联网体系结构
系统与控制
信号处理
摘要
随着低地球轨道（LEO）卫星通信系统日益普及，需要新的理论方法来从宏观上研究此类网络的性能。这是因为先前用于分析卫星系统的确定性与基于位置的模型通常只能支持仿真。在本文中，我们推导了通用 LEO 网络下行覆盖概率与平均数据速率的解析表达式，而与卫星实际位置及其服务区几何形状无关。我们的方案源于随机几何，其将通用网络抽象为均匀二项点过程。应用所提模型，我们随后研究了网络性能随关键星座设计参数的变化关系。最后，为使理论建模更精确地拟合实际确定性星座，我们引入有效卫星数作为参数，以补偿卫星在不同纬度上实际的不均匀分布。除推导精确的网络性能度量外，本研究还揭示了未来大规模 LEO 星座设计参数（如频率信道数与高度）选择的若干准则。
引用
@article{arxiv.2004.13378,
title = {Downlink Coverage and Rate Analysis of Low Earth Orbit Satellite Constellations Using Stochastic Geometry},
author = {Niloofar Okati and Taneli Riihonen and Dani Korpi and Ilari Angervuori and Risto Wichman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.13378},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in the IEEE Transactions on Communications in April 2020