低轨卫星通信可以突破地形地表的限制真正实现全球全域的“泛在连接”,近年来受到国内外广泛关注。低轨卫星波束小区内功率分布均匀、传输时延大、网络拓扑动态多变,现有通信系统中的小区选择和接入策略不再适用低轨卫星网络系统。低轨卫星网络用户行为特征复杂、业务时空分布非均匀,为了实现在任何地点和任何时间为用户提供网络服务,低轨卫星网络需提供多用户动态分布下的接入能力,其需要突破流量建模、波束选择、接入控制等三个关键问题。1.现有的流量模型主要依据特定的网络进行构建,其表征的分布与具体网络的特征紧密关联,不适用复杂的低轨卫星网络。本文首先研究低轨卫星网络的应用场景与业务需求,然后结合用户的地域变化,构建了基于时空关联与马尔科夫转移的多层级网络流量模型,建立了合理的体现多用户动态分布的网络流量模型,最后和银河航天得到的流量数据进行对比,该模型可以很好地体现低轨卫星网络流量特征。2.针对基于功率进行波束选择准确率低的问题,首先研究了低轨卫星网络中用户的测量启动方案,然后将用户的位置作为主要因素加入到波束选择的判决中,提出了基于位置与功率融合判决的波束选择算法,仿真结果表明该算法可以更准确地实现波束选择并有效地降低波束选择频率。3.低轨卫星的波束覆盖广、传输时延大,其将需要更长的接入处理时间和接入响应等待时间,为了降低接入时延本文提出低轨卫星网络两步接入流程,在流量模型与波束选择的基础上确定用户的分布和波束选择功率阈值,提出支持全球覆盖的改进综合加权接入算法,该算法实现多用户动态分布的接入请求并可以明显降低系统的呼叫阻塞和呼叫中断情况,并分析了加权系数对接入性能的影响。4.最后,本文搭建了 STK和OPNET互联互通的系统级仿真平台,并基于该平台验证了本文提出的基于位置与功率融合判决的波束选择算法的选择性能和融合流量模型与波束选择的改进的综合加权接入算法的性能。