自由空间光卫星网络性能分析：发射功率、时延与中断概率
信号处理
2023-12-11 v1
摘要
在自由空间光卫星网络中，卫星可具有不同的激光星间链路范围以实现连接。更大的激光星间链路范围可降低路径的网络时延，但也可能导致路径上卫星的发射功率增加。因此，应研究卫星发射功率与网络时延之间的这种权衡，本文利用Starlink Phase 1 Version 3和Kuiper Shell 2星座，针对不同的激光星间链路范围和不同的洲际连接，在自由空间光卫星网络中对此进行了考察。我们使用适当的系统模型来计算平均卫星发射功率和网络时延。结果表明，随着激光星间链路范围的增加，平均网络时延降低，而平均卫星发射功率增加。对于采用Starlink Phase 1 Version 3星座的自由空间光卫星网络中多伦多至悉尼的洲际连接，当激光星间链路范围约为2,900公里时，平均网络时延和平均卫星发射功率的交点分别约为135毫秒和380毫瓦。对于采用Kuiper Shell 2星座的自由空间光卫星网络中的该洲际连接，此激光星间链路范围约为3,800公里，这两个参数分别约为120毫秒和700毫瓦。对于多伦多至伊斯坦布尔和多伦多至伦敦的洲际连接，交点处的激光星间链路范围不同，在2,600公里到3,400公里之间变化。此外，我们分析了由于大气衰减和湍流导致的光学上行/下行链路中断概率性能。
引用
@article{arxiv.2312.04788,
title = {Free-Space Optical (FSO) Satellite Networks Performance Analysis: Transmission Power, Latency, and Outage Probability},
author = {Jintao Liang and Aizaz U. Chaudhry and Eylem Erdogan and Halim Yanikomeroglu and Gunes Karabulut Kurt and Peng Hu and Khaled Ahmed and Stephane Martel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04788},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in IEEE Open Journal of Vehicular Technology