37、低轨卫星网络路由变异性特征分析

低轨卫星网络路由变异性特征分析

1. 低轨卫星网络概述

低轨（LEO）卫星网络近年来发展迅速，其成功得益于卫星建造和发射成本的降低。目前有多个大型卫星星座计划，如Starlink、Kuiper和Telesat，它们的相关参数如下表所示：
| 星座 | 高度（km） | 倾角 | 轨道数 | 卫星数 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| Starlink | 550、540、570、560等 | 53°、53.2°、70°、97.6°等 | 72、36、6、4等 | 1584、720、348、172等 |
| Kuiper | 630、610、590、1015 | 51.9°、42°、33°、98.8° | 34、36、28、27 | 1156、1296、784、351 |
| Telesat | 1325 | 50.88° | 40 | 1320 |

在LEO卫星网络中，卫星被放置在多个壳层中，每个壳层由多个在恒定高度的圆形轨道或轨道平面组成。轨道平面由其高度（海平面以上的高度）和倾角（与赤道相交的角度）来表征。大多数当前星座的倾角较小，以更好地覆盖人口密集地区。

2. LEO卫星网络拓扑

卫星之间通过基于激光的星际链路（ISLs）进行通信，与地面站通过基于无线电的地星链路（GSLs）进行通信，GSLs工作在Ku/Ka频段。地面站仅与在地平线以上一定仰角可见的卫星通信，以确保链路质量。

LEO卫星网络拓扑具有高度动态性，因为卫星运动迅速，速度约为27,000 km/hr，从地球上任何一点看，卫星的可见时间最长为10 - 12分钟，但受通信仰角限