摘要：日益增长的物联网终端设备数量对地面网络的服务能力提出了巨大挑战。超密集低地球轨道卫星星座成为弥补地面网络覆盖区域有限以及用户终端计算能力不足的技术手段。通过建立卫星与地面连接模型，分析用户可获得的平均算力和回程容量，构建了多目标优化问题，旨在最小化所需卫星数量，同时满足用户任务卸载的差异化QoS需求。提出了一种两阶段星座设计算法，首先优化算力卫星的资源分配策略，随后确定最优QoS下的星座参数。仿真结果验证了模型的准确性，并探讨了轨道高度、任务量和覆盖率对星座设计的影响。与Kuiper、OneWeb和SpaceX星座相比，该算法设计的星座在相同卫星数量下，平均覆盖率分别提高了29.52%、48.73%和34.82%。
文章目录
0 引言
1 系统模型
1.1 场景描述
1.2 低轨卫星星座模型
1.3 任务卸载模型
1.3.1 计算模型
1.3.2 传输模型
2 算力卫星网络星座设计问题建模
2.1 服务质量指标
2.1.1 多连接覆盖率■
2.1.2 最低覆盖率■
2.1.3 平均覆盖率■
2.1.4 平均计算资源■和平均传输速率■
2.1.5 服务质量函数■
2.2 问题建模
3 算力卫星网络星座设计算法
3.1 资源分配优化
3.2 卫星数量最小化
3.3 服务质量函数优化
3.4 算法复杂度分析
4 仿真结果
