Planificación centralizada de ISL en bordo para redes de constelación de satélites LEO
Autores: Qiao, Liang; Yan, Hongcheng; Zhou, Xiaoyi; Xu, Yong; Wang, Luyuan; Wen, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Planificación centralizada de ISL en bordo para redes de constelación de satélites LEO
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Constelación de satélites en órbita terrestre baja con enlaces entre satélites
gestión autónoma de la topología y planificación de la construcción de enlaces
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Los proyectos de constelaciones de satélites de órbita terrestre baja (LEO) a gran escala están adoptando cada vez más enlaces inter-satélite (ISLs) para habilitar su operación autónoma y colaborativa. Debido al gran número de nodos de red de la constelación de satélites y su movimiento continuo en órbita, los nodos de la red pueden no permanecer visibles entre sí en todo momento, por lo que las opciones de construcción de ISL entre satélites son diversas y varían con el tiempo. Como resultado, mantener una topología de red requiere planificación y gestión a bordo. En este documento, proponemos de manera creativa un esquema de planificación centralizada de construcción de ISL a bordo con el objetivo de gestionar de forma autónoma la topología. Se proporciona un método de cálculo de visibilidad de múltiples antenas que tiene en cuenta el ángulo de instalación de la antena y el umbral de rotación del plato para el procedimiento de cálculo de visibilidad. Además, el proceso de planificación de construcción de enlaces se modela utilizando programación lineal entera (ILP); sin embargo, para abordar el problema de complejidad computacional de ILP, se presenta un método de planificación de construcción de enlaces basado en la optimización de la estabilidad de la topología. Los resultados de la simulación muestran que el esquema propuesto de planificación centralizada de construcción de ISL a bordo puede operar entre satélites para realizar con éxito la recopilación del estado de la red, el cálculo de visibilidad, la planificación de construcción de enlaces y la distribución de resultados de planificación, realizados por el satélite primario dinámico. Además, el método de planificación de construcción de enlaces entre planos basado en la optimización de la estabilidad de la topología mejora la estabilidad de la topología de la red sobre la base de reducir la demora de la red.
Descripción
Los proyectos de constelaciones de satélites de órbita terrestre baja (LEO) a gran escala están adoptando cada vez más enlaces inter-satélite (ISLs) para habilitar su operación autónoma y colaborativa. Debido al gran número de nodos de red de la constelación de satélites y su movimiento continuo en órbita, los nodos de la red pueden no permanecer visibles entre sí en todo momento, por lo que las opciones de construcción de ISL entre satélites son diversas y varían con el tiempo. Como resultado, mantener una topología de red requiere planificación y gestión a bordo. En este documento, proponemos de manera creativa un esquema de planificación centralizada de construcción de ISL a bordo con el objetivo de gestionar de forma autónoma la topología. Se proporciona un método de cálculo de visibilidad de múltiples antenas que tiene en cuenta el ángulo de instalación de la antena y el umbral de rotación del plato para el procedimiento de cálculo de visibilidad. Además, el proceso de planificación de construcción de enlaces se modela utilizando programación lineal entera (ILP); sin embargo, para abordar el problema de complejidad computacional de ILP, se presenta un método de planificación de construcción de enlaces basado en la optimización de la estabilidad de la topología. Los resultados de la simulación muestran que el esquema propuesto de planificación centralizada de construcción de ISL a bordo puede operar entre satélites para realizar con éxito la recopilación del estado de la red, el cálculo de visibilidad, la planificación de construcción de enlaces y la distribución de resultados de planificación, realizados por el satélite primario dinámico. Además, el método de planificación de construcción de enlaces entre planos basado en la optimización de la estabilidad de la topología mejora la estabilidad de la topología de la red sobre la base de reducir la demora de la red.