CN116896752A - 6g低轨卫星网络下频率复用参数设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了6G低轨卫星网络下频率复用参数设计方法，具体地，根据实际通信需求的覆盖位置与范围，确定低轨卫星部署高度与具体数量；动态调整网络参数，完成初始部署；建模频率复用因子对整体卫星网络覆盖性能的影响，分析卫星部署参数在频率复用的网络机制下与网络覆盖性能的关系；且随着传输距离动态变化，地面用户处性能波动，为提高用户处的网络性能，建立基于用户处信干噪比的网络覆盖性能模型，考虑到网络的频率复用模型，分析在一定程度上反映网络覆盖性能的覆盖率；结合卫星有限的带宽，根据遍历容量度量出网络的平均速率；根据网络覆盖性能和网络遍历容量随卫星部署参数的变化关系确定卫星最优部署。

Description

6G低轨卫星网络下频率复用参数设计方法
技术领域
本发明涉及未来第六代移动通信(6th Generation，6G)技术领域，特别涉及低轨卫星(Low Earth orbit，简称为LEO)网络中频率复用机制下的网络参数设定方法。
背景技术
随着互联网时代对数据的大量需求，低轨卫星系统再迎新一轮发展高潮。以OneWeb、SpaceX等为代表的低轨卫星系统与地面通信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高，向着高通量方向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期，低轨卫星迎来产业发展新浪潮。天地一体化网络是以地面网络为基础、以卫星网络为延伸，实现空、天、地信息网络的相互融合，为天基、空基、陆基、海基等提供信息通信保障的基础设施，是国家信息网络实现全球覆盖、宽带传输、军队联合作战等的必经之路。
首先，低轨卫星通信具有覆盖范围广的特点。由于低轨卫星位于地球低轨道上，其通信范围可以覆盖全球各个地区，包括偏远地区和海洋等传统通信无法覆盖的地方。其次，低轨卫星通信容量很大，由于低轨卫星可以通过组网形成星座，多个卫星之间可以进行协同工作，从而提供更大的通信容量，满足大规模通信需求。低轨卫星通信具有传输质量好的特点。低轨卫星距离地面较近，信号传输的路径较短，信号传输的延迟较低，从而可以提供更快的通信速度和更好的通信质量。具有组网方便迅速的特点。由于低轨卫星可以通过组网形成星座，星座中的卫星可以相互协同工作，实现全球范围内的通信覆盖，而且可以根据需求灵活调整星座的规模和布局。最后，低轨卫星通信便于实现全球无缝链接。由于低轨卫星通信可以覆盖全球各个地区，用户可以在任何地方都能够接收到信号，实现全球范围内的无缝通信链接。
低轨卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。低轨卫星星座将在未来的宽带通信中发挥重要作用。近年来，我们见证了低轨卫星星座的蓬勃发展，低轨卫星由于其轨道高度比较低，在进行通信时，存在双程时延低、星地链路损耗小、数据传输速率高等优点，但由于轨道运行周期短，网络拓扑变化比较快，在通信时既要保证通信质量，又需要适应动态变化的网络拓扑。低轨卫星系统所面临的一个关键挑战是低轨卫星相对于地球表面的快速移动，即7.5公里/秒。即使对于地面静止的用户设备，这也会转化为卫星传输条件的快速和连续变化，这对整体的低轨卫星星座系统通信性能有明显的影响。
低轨卫星复用技术是指在低轨卫星系统中，通过有效地利用卫星资源，实现多个任务的共享和复用，除此之外，低轨卫星复用技术还可以用来提高低轨卫星系统的利用率和效益，以降低卫星系统的成本和复杂度。低轨卫星的频率参数设定将是宽带卫星网络研究、设计和规划的关键，因为低轨卫星的高移动性对传统的无线电移动性机制提出了新的重大挑战。低轨卫星系统中的卫星可以在不同的频段上进行通信，通过将频谱划分为不同的子频段，每个卫星在不同的子频段上进行通信，实现频率复用。针对低轨卫星星座，更多的卫星和更低的高度意味着低轨卫星星座的密度更大。然而，卫星的广泛分布在保证通信质量的同时，也带来了较强的同频干扰，针对卫星通信星座对均划分系统资源的频率复用技术可以使同频干扰保持在可接受的水平。
低轨卫星星座不同于传统的静止卫星星座，在静止卫星星座中，干扰只来自于一个卫星的波束，对于数量庞大的低轨卫星星座，应该考虑星座内的干扰。在卫星星座中，为了提高链路的成功概率，通常采用干扰抑制方案，如进行干扰协调，实行功率控制和接入大规模MIMO的方法机制。然而，对于多颗卫星与一个用户连接的情况，带来了严重的星座内干扰，导致接收端的信干噪比较差，因此用户速率产生波动。
针对低轨卫星网络星座，引入频率复用机制后，频谱资源利用效率提高。频率复用可以将不同卫星之间的频谱资源进行有效的共享和利用，避免频谱资源的浪费。特别是在低轨卫星系统中，频谱资源相对有限，通过频率复用可以提高频谱利用效率，满足更多用户的通信需求。低轨卫星系统中，卫星之间的距离相对较近，容易产生相互之间的干扰。通过合理的频率复用设计，可以减少卫星之间的干扰，提高通信质量和系统性能。除此之外，引入频率复用机制可以提高系统容量。低轨卫星系统通常需要覆盖大范围的地面区域，而且用户数量庞大。通过频率复用，可以将频谱资源分配给不同的用户，提高系统的容量，可以支持更多用户同时进行通信，并且提高系统可靠性。低轨卫星系统通常需要面对各种复杂的环境和干扰，如大气层影响、地面干扰等。通过频率复用，可以提高系统的抗干扰能力和可靠性，保证通信系统的稳定性和可用性。
因此，对频率复用的建模分析至关重要，现有研究提出了一些低轨卫星基站的通信设备设计方案，以及一些低轨卫星部署方案，然而在低轨卫星通信的具体实现中，尚有一些亟待解决的问题，现有的一些参数设定方法仅提供一颗卫星下的解决方案，而忽略了整个星座的场景。此外，在卫星有限的带宽资源中，还需要研究频率复用因子与系统容量之间的关系，以得到合理的参数设定。在低轨星座系统中，频率复用因子较大时系统容量性能会受到严重影响。因此，建模低轨星座频率复用的影响并且进行网络性能分析，基于此优化低轨卫星部署，并设定网络参数以提高通信质量的一致性、稳定性和连续性。
发明内容
本发明提出了6G低轨卫星下频率复用参数设计方法。
具体地，根据实际通信需求的覆盖位置与范围，确定低轨卫星部署高度与具体数量；动态调整网络参数，完成初始部署；建模频率复用因子对整体卫星网络覆盖性能的影响，分析卫星部署参数在频率复用的网络机制下与网络覆盖性能的关系；且随着传输距离动态变化，地面用户处性能波动，为提高用户处的网络性能，建立基于用户处信干噪比的网络覆盖性能模型，考虑到网络的频率复用模型，分析在一定程度上反映网络覆盖性能的覆盖率；结合卫星有限的带宽，根据遍历容量度量出网络的平均速率；根据网络覆盖性能和网络遍历容量随卫星部署参数的变化关系确定卫星最优部署。
本发明的6G低轨卫星下频率复用参数设计方法包括以下步骤：
步骤200，根据实际通信需求，确定卫星部署高度与具体数量。
近年来多家高科技企业纷纷投资低轨卫星通信领域，提出了OneWeb、Starlink等十余个低轨卫星通信系统方案，目标是实现全球互联网覆盖。
为了便于低轨卫星实现轨道控制，设计低轨卫星星座时采用了回归轨道的方式。回归轨道是指低轨卫星的运行周期与地球自转周期成整数比。依据Ts/Te＝k/n确定低轨卫星周期Ts，其中k，n是整数，Te为地球自转周期。设定低轨卫星部署在受灾区域上空h的球壳表面上，通过确定出低轨卫星高度h，其中/>为地球半径，μ为开普勒常数。根据一定的比例关系确定低轨卫星的周期，其中整数n表示低轨卫星运行周期是地球自转周期的n倍。通过这种方式，可以使低轨卫星在轨道上保持相对稳定的位置。
为了实现全球覆盖，需要设定适当的低轨卫星数量和高度。具体来说，设定低轨卫星部署在受灾区域上空的球壳表面上，通过确定低轨卫星的高度来实现。为实现全球覆盖，设定低轨卫星总数其中/>为地球半径，h为卫星高度。通过确定合适的高度，可以实现低轨卫星在特定区域的覆盖。
步骤210，考虑到卫星的频率复用，动态调整网络参数，完成初始部署。
在本发明的小区关联中，设定用户连接到最近的低轨卫星，θ是从地球中心指向天顶和穹顶边缘测量的穹顶角，设定最大值即低轨卫星为用户提供服务的最大范围其中/> 为地球半径，h为低轨卫星高度。在低轨卫星网络中，避免同频干扰的概念是通过为用户分配δ个正交资源块来避免潜在的干扰，δ为频率复用因子。在该范围内，动态调整网络参数即低轨卫星高度h和低轨卫星数量N。
步骤220，建模频率复用因子对整体卫星网络覆盖性能的影响，分析卫星部署参数在频率复用的网络机制下与网络覆盖性能的关系。
地面用户处信号强度：
s(θ)＝psgsl(θ) (1)
其中，ps是低轨卫星的发射功率，l(θ)和gs是从服务卫星θ到用户之间链路的路径损耗和小尺度路径损耗。
自由空间路径损耗如下：
其中，lair表示地球表面与低轨卫星之间的气体和水蒸气的共振引起的空气吸收衰减，lo＝c2/(4πf)2表示路损常数，表示地球的半径，h为低轨卫星高度，/>是从地球中心指向天顶和穹顶边缘测量的穹顶角。
其中，小尺度路径衰落服从的概率密度函数分布模型如下：
其中，其中Ω为LOS分量的平均功率，2b0为除LOS分量外的多径分量的平均功率，m为链路的Nakagami参数，F1为合流超几何函数。
建模接触角的概率密度函数分布模型如下：
其中，为卫星分布密度，δ为频率复用因子，λp为初始泊松线过程的密度，Aφ为每个卫星的阴影球形帽的面积/>
步骤230，建立基于用户处信干噪比的网络覆盖性能模型，考虑到网络的频率复用模型，分析在一定程度上反映网络覆盖性能的覆盖率。
根据低轨卫星的初始部署和时间相关性的模型，计算任意用户处网络联合覆盖性能并上报给低轨卫星，/>的计算公式为：
其中，T代表接收信噪比的阈值，SINR表示用户处接收到的的信干噪比，可以计算得到表达式为：
其中，σ2是噪声强度，ps是低轨卫星的发射功率，l(θ)和gs是从服务卫星θ到用户之间的链路的自由空间路径损耗和小尺度路径损耗，αi表示在第i个时隙低轨卫星的波动角度，η＝1和η＝0表示针对用户而言，在水平面之上是否存在干扰卫星的情况。
步骤240，衡量卫星部署参数与网络覆盖性能的关系，进一步推导出网络的遍历速率性能指标，度量出网络的平均速率，网络的遍历速率性能指标是衡量网络覆盖性能的一个重要指标，它表示在给定的卫星部署参数下，网络可以实现的平均速率。通过对卫星部署参数进行调整，可以优化网络的遍历速率性能结合卫星有限的带宽，根据遍历容量度量出网络的平均速率，由期望可以计算出:
其中,BF为卫星系统的总带宽，SINR为表示用户处接收到的的信干噪比。
步骤250，根据网络覆盖性能和网络遍历容量随卫星部署参数的变化关系确定卫星最优部署。
根据网络覆盖性能随低轨卫星波动角度和低轨卫星高度的变化关系，确定低轨卫星的最优部署高度，进一步根据低轨卫星高度确定最优低轨卫星数量，低轨卫星部署频率复用因子。当低轨卫星数量发生变化后，需要重新优化低轨卫星的最优部署高度，进而给出最优部署部署参数设定。
有益效果
本发明提出了6G低轨卫星下频率复用参数设计设定方法。本发明根据实际通信需求的覆盖位置与范围，确定低轨卫星的部署高度与具体数量；考虑到低轨卫星的频率复用机制，动态调整网络参数，完成最终部署参数的最优性能设计。
本发明结合频率复用机制统计低轨卫星网络的覆盖性能，并建立考虑带宽限制的与遍历速率模型；根据网络覆盖性能和网络遍历速率情况随低轨卫星部署参数的变化关系确定低轨卫星的最优部署参数设定，根据实际低轨卫星系统的需求给出了部署参数的设计，对实际场景中低轨卫星基站的部署有指导意义。
本发明通过建模频率复用因子，通过考虑建模带宽受限的低轨卫星通信网络来获取网络状态的容量关系，并且建立了网络覆盖概率模型，根据用户处的覆盖性能和遍历速率对低轨卫星的部署参数设计进行优化，以提高低轨卫星网络性能。
附图说明
图1是本发明的6G低轨卫星下频率复用参数设计的网络模型示意图；
图2是本发明的算法实施流程图；
图3是网络遍历速率随低轨卫星频率复用因子的变化关系图；
图4是覆盖率随低轨卫星高度的变化关系图；
图5是覆盖率随低轨卫星数量的变化关系图；
图6是覆盖率随信号阈值的变化关系图；
具体实施方式
本发明针对低轨卫星通信系统，提出了6G低轨卫星下频率复用参数设计，网络模型如附图1所示。附图1中展示了低轨卫星通信的网络拓扑：其中地球的中心被记为O；距离用户最近的卫星给用户提供服务，记为服务卫星；其余在用户水平面以上的同信道卫星对用户提供同频干扰，记为干扰卫星。卫星基站服务的用户受到的累计干扰来自于两部分：信道噪声和其他卫星的干扰。δ表示频率复用因子，基于低轨卫星的频率复用建模传输距离的变化和网络拓扑变化情况，导致了站点空间分布和链路状态的改变，进一步分析用户处的网络性能。
本案例的算法流程如附图2所示，其具体的实施步骤为：
步骤300，根据实际通信需求确定卫星部署高度与具体数量。
设定N个低轨卫星部署在地球上空h的轨道平面上，具体为：为便于低轨卫星轨道控制，我们设计低轨卫星星座采用回归轨道，即低轨卫星运行周期与地球自转周期成整数比。由Ts/Te＝k/n确定卫星周期，其中k，n是整数，Te＝86164s为地球自转周期。
求得卫星周期Ts后，确定出低轨卫星高度h如下：
其中为地球半径，μ为开普勒常数。
为实现全球覆盖，设定低轨卫星总数其中/>为地球半径，h为卫星高度。
步骤310，考虑到卫星的频率复用，动态调整网络参数，完成初始部署。
低轨卫星的公转半径为其中/>表示地球的半径。在灵活的小区关联中，设定用户连接到最近的低轨卫星，在本发明的小区关联中，设定用户连接到最近的低轨卫星，θ是从地球中心指向天顶和穹顶边缘测量的穹顶角，设定最大值即低轨卫星为用户提供服务的最大范围/>其中/> 为地球半径，h为低轨卫星高度。
在低轨卫星网络中，避免同频干扰是非常重要的。同频干扰指的是在相同频率上进行通信时，由于信号的传播特性，可能会发生干扰现象。在低轨卫星网络中，避免同频干扰的概念是通过为用户分配δ个正交资源块来避免潜在的干扰，δ为频率复用因子。每个正交资源块由多个子载波组成，每个子载波之间是正交的，即彼此之间没有干扰。通过为用户分配不同的正交资源块，可以避免潜在的干扰问题。
在低轨卫星网络中，还需要动态调整网络参数来进一步优化系统性能。其中两个重要的参数是低轨卫星高度和低轨卫星数量。通过调整低轨卫星的高度，可以影响信号的传播延迟和覆盖范围。较低的卫星高度可以减小信号传播延迟，但覆盖范围相对较小；而较高的卫星高度可以增大覆盖范围，但信号传播延迟会增加。因此，在低轨卫星网络中需要根据具体需求和系统性能进行合理的高度选择。低轨卫星数量是指在低轨卫星网络中使用的卫星数量，增加卫星数量可以提高网络的容量和覆盖范围，但也会增加系统的复杂性和成本。因此，在选择低轨卫星数量时需要综合考虑网络需求、系统性能和经济因素。
总之，通过为用户分配正交资源块和动态调整网络参数，可以在低轨卫星网络中有效地避免同频干扰，并优化系统性能。
步骤320，结合频率复用因子的影响，统计卫星部署参数在频率复用的网络机制下与整体卫星网络覆盖性能的关系。
地面用户处信号强度：
s(θ)＝psgsl(θ) (9)
其中，ps是低轨卫星的发射功率，l(θ)和gs是从服务卫星θ到用户之间链路的路径损耗和小尺度路径损耗。
自由空间路径损耗如下：
其中，lair表示地球表面与低轨卫星之间的气体和水蒸气的共振引起的空气吸收衰减，lo＝c2/(4πf)2表示路损常数，表示地球的半径，h为低轨卫星高度，θ是从地球中心指向天顶和穹顶边缘测量的穹顶角。
其中，小尺度路径衰落服从的概率密度函数分布模型如下：
其中，其中Ω为LOS分量的平均功率，2b0为除LOS分量外的多径分量的平均功率，m为链路的Nakagami参数，F1为合流超几何函数。
建模接触角的概率密度函数分布模型如下：
其中，为卫星分布密度，δ为频率复用因子，λp为初始泊松线过程的密度，Aφ为每个卫星的阴影球形帽的面积/> 表示地球的半径，h为低轨卫星高度，。
步骤330，建立基于用户处信干噪比的网络覆盖性能模型，考虑到网络的频率复用模型，分析在一定程度上反映网络覆盖性能的覆盖率。
根据低轨卫星的初始部署和时间相关性的模型，计算任意用户处网络联合覆盖性能并上报给低轨卫星，/>的计算公式为：
其中，T代表接收信噪比的阈值，SINR表示用户处接收到的的信干噪比，可以计算得到表达式为：
其中，σ2是噪声强度，ps是服务卫星的发射功率，pi是干扰卫星的发射功率，l(θ)和gs是从服务卫星θ到用户之间的链路的自由空间路径损耗和小尺度路径损耗，η＝1和η＝0表示针对用户而言，在水平面之上是否存在干扰卫星的情况。
统计用户从其服务卫星接收到的信号的覆盖率如下：
其中，pi是干扰低轨卫星的发射功率，l(θ)和gs是从服务卫星到用户的链路的路径损耗和额外路径损耗，为联合点过程的对相关函数，s为拉普拉斯变换因子，η＝1和η＝0表示针对用户而言，在水平面之上是否存在干扰卫星的情况，m1和m2表示低轨卫星Nakgami信道参数，表示低轨卫星穹顶角的概率密度函数，λs为低轨卫星的分布密度，δ为频率复用因子。
步骤340，衡量卫星部署参数与网络覆盖性能的关系，进一步推导出网络的遍历速率性能指标，度量出网络的平均速率，网络的遍历速率性能指标是衡量网络覆盖性能的一个重要指标，它表示在给定的卫星部署参数下，网络可以实现的平均速率。通过对卫星部署参数进行调整，可以优化网络的遍历速率性能。根据期望可以计算出:
其中,BF为卫星系统的总带宽，SINR为表示用户处接收到的的信干噪比表示低轨卫星穹顶角的概率密度函数。
步骤350，根据频率复用因子和网络覆盖性能随卫星部署参数的关系确定卫星最优部署。
根据链路波动性Pc随低轨卫星数量N和低轨卫星高度h的变化关系，可以确定低轨卫星的最优频率复用因子。在卫星通信系统中，由于卫星的运动和信号传播的特性，导致链路质量的波动。通过分析链路波动性与低轨卫星数量和低轨卫星高度的关系，可以确定最适合的频率复用因子，以优化系统的性能，在确定最优频率复用因子后，可以根据低轨卫星高度进一步确定最优的卫星数量和卫星部署高度。低轨卫星的数量和部署高度对系统的覆盖性能和链路质量有重要影响。通过分析低轨卫星高度与链路波动性的关系，可以确定最适合的卫星数量和部署高度，以实现最优的覆盖性能和链路质量。
根据网络遍历容量R随低轨卫星部署高度h、数量N和阈值T的变化关系，可以确定低轨卫星的最优部署高度和数量。网络遍历容量是指在给定的卫星部署参数下，网络可以实现的最大容量。通过分析网络遍历容量与低轨卫星部署高度、数量和阈值的关系，可以确定最适合的卫星部署高度和数量，以实现最优的网络容量。结合频率复用机制，可以给出最优的频率复用因子。频率复用机制是一种技术手段，通过在不同的时间或空间上使用相同的频率资源，来减少干扰。在卫星通信系统中，可以将可用的频率资源划分为多个子频带，并将这些子频带分配给不同的卫星进行使用。通过使用不同的频率进行发射，可以减少卫星之间的干扰，提高系统的容量性能。通过分析频率复用机制与网络遍历容量的关系，可以确定最适合的频率复用因子，以进一步优化网络的容量性能。当低轨卫星数量发生变化后，需要重新优化卫星的最优部署高度，并给出最优的参数设计。
仿真结果如附图3，附图4，附图5，附图6所示。附图3中给出了遍历容量与频率复用因子δ之间的关系，显示了随着频率复用因子的增加，系统的遍历容量的变化。频率复用因子是指在卫星通信系统中，将可用的频率资源划分为多个子频带，并将这些子频带分配给不同的卫星进行使用。通过使用不同的频率进行发射，可以减少卫星之间的干扰，提高系统的容量性能。由图3所示，随着频率复用因子δ的增大，系统遍历容量先增大后减小，频率复用因子δ的增加使得相邻卫星之间以不同频率发射以降低干扰，系统容量性能进一步提升。
附图4给出了在不同卫星数量下卫星部署高度随覆盖性能的变化情况。可以从图4中看出，基于频率复用划分部署卫星相比较于传统方式可以获得更加显著的覆盖性能增益。随着卫星部署高度的增加，LOS链路出现的概率增大，即链路被阻塞的概率越小，不同时隙间链路上的阻塞变化越小，覆盖概率越大。在最优值右侧，随着卫星高度的增加，LOS链路概率增长缓慢，同时链路的大尺度衰落越来越严重，进而导致覆盖率下降。通过选择最优卫星高度，可以在卫星数量和LOS连接之间进行权衡，从而获得最佳覆盖性能，对工程实践中参数设定具有指导意义。
附图5给出在覆盖率在不同的卫星部署高度下随低轨卫星数量的变化关系，并基于频率重用机制进行了评估。图中曲线展示了在不同的卫星部署高度下，随着低轨卫星数量的增加，覆盖率的变化关系。增加卫星数量可以提高地面用户与候选卫星连接的机会，但也会导致更严重的干扰。此外，城市密度越高，卫星数量越多，系统的最优覆盖性能可以得到实现。卫星数量的增加将提高地面用户与候选卫星连接的几率，但是会导致更加严重的干扰。此外，城市密度越高，卫星数量越高，可以达到系统的最优覆盖性能。然而，通过利用频率复用机制，可以减少相邻卫星带来的额外累积干扰，特别是保留更多卫星接入机会的增益，从而达到增强覆盖的目的，在频率复用的情况下，覆盖率可以提高151％。
附图6给出在覆盖率在不同的低轨卫星数量下随阈值的变化关系。在实际通信需求中，可以根据网络覆盖性能的阈值来设置阈值的具体数值。当覆盖率低于阈值时，说明低轨卫星网络的传输质量较差，无法为用户提供可靠的通信数据传输服务。这时需要调整网络参数设置，以提高网络的性能。随着阈值的增加，覆盖率降低，说明网络性能逐渐变差。根据实际通信需求设置网络覆盖性能P的阈值Tc，当P＜Tc，说明低轨卫星网络传输质量较差，无法对用户进行可靠的通信数据传输服务。随着低轨卫星数量的增加，引入频率复用机制带来的性能提升更加明显。频率复用机制可以减少相邻卫星之间的干扰，提高系统的覆盖率和性能。因此，增加低轨卫星的部署数量，并采用频率复用机制，可以进一步提升网络的性能。

Claims (6)

1.6G低轨卫星网络下频率复用参数设计方法，其特征在于，包括：根据实际通信需求的覆盖位置与范围，确定卫星部署高度与具体数量；考虑到卫星的高速移动，动态调整网络参数，完成初始部署；建模频率复用因子对整体卫星网络覆盖性能的影响，分析卫星部署参数在频率复用的网络机制下与网络覆盖性能的关系；且随着传输距离动态变化，地面用户处性能波动，为提高用户处的网络性能，建立基于用户处信干噪比的网络覆盖性能模型，考虑到网络的频率复用模型，分析在一定程度上反映网络覆盖性能的覆盖率；结合卫星有限的带宽资源，根据遍历容量度量出网络的平均速率；根据网络覆盖性能和网络遍历容量随卫星部署参数的变化关系确定卫星最优部署。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据实际通信需求确定卫星部署高度与具体数量；依据Ts/Te＝k/n确定卫星周期，其中k，n是整数，Te为地球自转周期；设定卫星部署在受灾区域上空h的球壳表面上，通过确定出卫星高度h，其中/>为地球半径，μ为开普勒常数；为实现全球覆盖，设定卫星总数/>其中/>为地球半径，h为卫星高度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在低轨卫星网络中，避免同频干扰的概念是通过为用户分配δ个正交资源块来避免潜在的干扰，δ为频率复用因子，在该范围内，动态调整网络参数即低轨卫星高度h和低轨卫星数量N，设定用户连接到最近的卫星，是从地球中心指向天顶和穹顶边缘测量的穹顶角，设定最大值即卫星为用户提供服务的最大范围/>其中/> 为地球半径，h为卫星高度；在该范围内，考虑到低轨卫星的频率复用，动态调整网络参数即卫星高度h和卫星数量N。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建模频率复用因子对整体卫星网络覆盖性能的影响，分析卫星部署参数在频率复用的网络机制下与网络覆盖性能的关系，建立基于用户处信干噪比的网络覆盖性能模型，考虑到网络的频率复用模型，计算出低轨卫星网络的覆盖率：
其中，T代表接收信噪比的阈值，SINR表示用户处接收到的的信干噪比，可以计算得到表达式为：
其中，σ2是噪声强度，ps是服务卫星的发射功率，pi是干扰卫星的发射功率，l(θ)和gs是从服务卫星θ到用户之间的链路的自由空间路径损耗和小尺度路径损耗，η＝1和η＝0表示针对用户而言，在水平面之上是否存在干扰卫星的情况。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，结合卫星有限的带宽资源，根据遍历容量度量出网络的平均速率：
其中,BF为卫星系统的总带宽，SINR为表示用户处接收到的的信干噪比。
6.根据权利要求4或5所述方法，其特征在于，根据网络覆盖性能随低轨卫星波动角度和低轨卫星高度的变化关系，确定低轨卫星的最优部署高度，进一步根据低轨卫星高度确定最优低轨卫星数量，频率复用因子参数，当低轨卫星数量发生变化后，需要重新优化低轨卫星的最优部署高度，进而给出整体低轨卫星网络的最优部署参数设定。
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