39、低地球轨道卫星网络路由变异性特征分析

低地球轨道卫星网络路由变异性特征分析

1. 研究背景与目的

低地球轨道（LEO）卫星网络近年来受到网络界的广泛关注，其有望超越地面网络。然而，LEO 卫星网络中路径的变异性问题较为突出，这对网络性能产生了重要影响。本次研究旨在探讨卫星数量增加、轨道倾角变化等因素对路由变异性的影响，为设计适用于 LEO 卫星网络的路由和拥塞控制算法提供关键见解。

2. 研究方法与模拟设置

2.1 卫星配置对比

研究选取了 Starlink 的两种配置进行对比，分别是 Starlink V1 和 Starlink V2。其中，Starlink V1 的壳层参数配置如下表所示：
| 高度（km） | 倾角 | 轨道数 | 卫星数 |
| — | — | — | — |
| 550 | 53° | 72 | 1584 |
| 1110 | 53.2° | 32 | 1600 |
| 1130 | 74° | 8 | 400 |
| 1275 | 81° | 5 | 375 |
| 1325 | 70° | 6 | 450 |

2.2 模拟设置

由于目前每颗卫星仅有 4 个激光器支持 4 条星间链路（ISL），假设采用 +Grid 拓扑，使得各个壳层独立运行，ISL 仅连接同一壳层的卫星。模拟中选取全球 100 个人口最多的城市作为地面站，考虑所有可能的 4950 个源 - 目的地对，并记录两种 Starlink 配置下的往返时间（RTT）变化。

3. 卫星数量与轨道倾角对 RTT 变异性的影响

3.1 增加卫星数量的影