概念
多衛星網(multi-satellite network)是指由多顆衛星組成的網路。在傳送地球站和接收地球站之間的傳輸經過2個或更多衛星,不經過任何中間地球站。
多層衛星網路典型的代表是二層衛星網路(TLSN),一般由LEO、MEO和GEO衛星層組成,二個衛星層都能夠實現全球覆蓋,同時,MEO層衛星覆蓋LEO層衛星,GEO層衛星覆蓋LEO層衛星。衛星網路構成一個獨立的空間自治系統(AS)。地面網關與可視的衛星直接相連,負責衛星網路與地面網路間的地址轉換和通信。
GEO層只有一個同步軌道面,共有 顆衛星。GEO衛星用 表示,其中, 。
MEO層共有 ì 顆衛星, 表示MEO層每個軌道平面內的衛星個數, 表示軌道平面的個數。MEO衛星用 表示,其中, , , 域 中的LEO衛星個數。
LEO層共有 ì 顆衛星, 表示LEO層中每個軌道平面內的衛星個數, 表示軌道平面的個數。LEO衛星用 表示,其中 , , 域 中的LEO衛星個數。
在多層衛星網路中,網路拓撲的變化更加劇烈。不僅因為低軌道衛星星座中的星際鏈路發生周期性切換,低軌道衛星與中軌道衛星之間的星際鏈路隨不同層衛星之間的高速相對運動而變化更為頻繁。在這種情況下,網路拓撲的變化受到諸多因素的影響,如星座類型、層間星際鏈路接入策略、低軌星座中衛星與中高軌星座中衛星的初始相對位置等因素。
分類
衛星網路星際鏈路包括兩種類型的全雙工鏈路。同層內的通信通過星間鏈路(ISL)實現。GEO、MEO和LEO衛星通過軌間鏈路(IOL)進行通信。地面網關與覆蓋它的LEO衛星之間通過用戶數據鏈路(UDL)連線。一顆衛星可以通過UDL和多個地面網關相連,同樣,一個地面網關也可以連線到多顆衛星。
星間鏈路ISL
同層內的衛星通信通過星間鏈路實現。每顆LEO衛星與4顆相鄰的LEO衛星通過星間鏈路進行全雙工的通信;MEO衛星與同軌道衛星內直接相連的MEO衛星一直保持連線。星間鏈路包括兩種類型:軌內星間鏈路(同一軌道面內的星間鏈路)和軌間星間鏈路(不同軌道面間的星間鏈路)。軌內星間鏈路能夠永久保持,而軌間星間鏈路在極點區域無法保持,同時由於衛星間距離和視覺的變化,軌間星間鏈路會臨時關閉。 或 表示連線同一層衛星s和d的星間鏈路。
軌間鏈路和用戶數據鏈路
MEO和LEO衛星通過軌間星間鏈路進行通信。如果LEO衛星s位於MEO衛星d的覆蓋範圍之內,那么它們之間的軌間鏈路稱為 或 。
地面網關與覆蓋它的LEO衛星之間通過用戶數據鏈路連線。一顆衛星可以通過用戶數據鏈路和多個地面網關相連,同樣,一個地面網關也可以連線到多顆衛星。LEO衛星s和地面網關G之間的用戶數據鏈路表示為 或 。