一种低轨卫星网络的概率风险评估方法研究.pdf

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1、第22卷第14期电子设计工程2014年7月V61．22NO．14ElectronicDesignEngineeringJu1．2014一种低轨卫星网络的概率风险评估方法研究张景楠。，李华旺，朱野，姜兴龙(1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050；2．上海微小卫星工程中心上海201203)摘要：可靠性分析是卫星星座设计过程中不可或缺的一环。针对低轨卫星网络的高可靠性要求，利用概率风险评估的分析方法，结合网络风险及故障树理论，提出了卫星故障树杠铃风险模型。在此模型基础上分析“铱”星系统网络，利用卫星工具箱获取每颗卫星对地覆盖人口数，以此为参数计算得到对

2、网络影响较大的节点和链路，对于今后评估卫星网络风险具有一定的启发意义。关键词：概率风险评估；低轨卫星；卫星网络；杠铃模型中图分类号：TN915文献标识码：A文章编号：1674—6236(2014)14—0004—03Researchonamethodoftheprobabilisticriskassessment0fLE0satellitenetworksZHANGJing—nan一，LIHua—wang一，ZHUYe，JIANGXin—long'(1．ShanghaiInstituteofMicro—systemandInformationTechnologyC

3、hineseAcademyofScience,Shanghai200050,China；2．ShanghaiEngineeringCenterforMicro—satellite，Shanghai201203，China)Abstract：Reliabilityanalysisisanindispensablepartofsatelliteconstellationdesignprocess．AccordingtothehighreliabilityrequirementofLEOsatellitenetwork，usingtheanalysismethodofp

4、robabilisticriskassessment，combinedwiththetheoryofnetworkriskandfaulttree，putforwardsatellitebarbellriskmodeloffaulttree．Basedonthismodelanalyzetheiridiumstarsystemnetwork．Obtainthepopulationwhicheachsatellitecoversontheearthusingthesatellitetoolkit，andtakingitasaparametercalculatetog

5、etthenodesandlinksthathavelargerinfluenceonnetwork，whichhascertainenlighteningsignificanceforsatellitenetworkriskassessmentinthefuture．Keywords：PRA；LEO；satellitenetworks；barbellmodel低轨道(LEO)卫星移动通信系统不仅可以实现全球无保证及时采取预防措施，避免可能的损失后果发生。缝覆盖或者纬度带覆盖，而且由于其轨道高度(500～20001卫星故障树杠铃风险模型km)比较低，传输时延小⋯，

6、因此可以通过构建低轨卫星通信网的方式实现卫星通信。卫星网络中卫星之间在覆盖上都具1．1概率风险评估模型有一定的冗余度，但是由于卫星不可维修性和恶劣的空间环概率风险评估(PRA)方法是定性、定量相结合，以定境影响，卫星在运行期间可能发生故障，而卫星发生故障后量为主的安全性分析方法，是对复杂系统进行定量风险评估又无法进行维修(或者维修代价太高)，从而造成覆盖“空的一种重要工具】。风险评估主要是致力于对不利事件发生洞”。即使这些“空洞”出现的时间和地区可以预先通知用户，的概率和不利事件发生所导致的后果以及这两者的结合函数但对服务质量带来的影响是令人难以接受的，特别是战时

7、对关系的研究is-101。于军方用户】，因此这要求对卫星网络系统中的卫星节点和根据低轨卫星网络的特点，对基于卫星节点链路的概率链路进行必要的可靠性分析。风险模型来说，卫星网络风险值可以定义为：目前对卫星可靠性分析的研究删均是基于单颗卫星进it+m+mR=∑=∑g,CE(1)行的，没有考虑卫星网络中某个节点或链路失效后对整体网fli=1络的影响。针对目前卫星网络可靠性分析方面的空白，文章式中：为卫星节点链路的风险值；gi为对某个卫星节重点引入在其他工程领域应用广泛的概率风险评估体系，概点链路的加权因子；c为某个卫星节点链路失效后造成的经率风险评估的目的就是通过概率风

8、险评估方法