当 前,大规模低轨道卫星通信星座的建设如火如荼。然而,大规模通信星座容量和效能的分析评估缺乏深入研究。由于卫星广域业务呈现显著的时空非均匀特性,低轨道卫星星下覆盖区域内可能存在大量无业务或少业务区域,卫星数量增长与有效容量增长之间的关系通常并不清晰。此外,在用户站小型化的趋势下,卫星数量的增长和用户站数量的增长不可避免地会带来用户间干扰问题,难以准确评估卫星星座的预期性能。
本章阐述随机几何的基本概念,以及常用的卫星通信网络系统模型、用户分布模型、信道模型和卫星通信网络链路特征等基础知识,重点分析卫星广域业务时空非均匀分布的特性,介绍卫星通信网络性能评价准则和基于随机几何的卫星通信网络设计评估理论分析方法,并给出两个研究分析实例:一是在业务非均匀分布条件下卫星通信网络效率与卫星覆盖跨度的关系,二是大规模卫星星座的上行容量与用户规模和星座规模的关系,并通过数值分析结果给出相应的结论。