Drei Jahrzehnte Entwicklung der Satellitenkommunikation in der niedrigen Erdumlaufbahn nachverfolgen: Eine bibliometrische und Hauptpfadanalyse von Netzwerkarchitekturen, Protokollentwicklung und aufkommenden intelligenten Diensten

ZUSAMMENFASSUNG Satellitenkommunikationssysteme in der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) haben sich zu einem kritischen Bestandteil globaler Breitbandnetze entwickelt, die großflächige Konnektivität, IoT-Dienste und intelligente mehrschichtige Satelliten-Erdboden-Integration ermöglichen. Trotz rascher Fortschritte bei der Konstellationsbereitstellung, Routing-Mechanismen, Ressourcenmanagement und der LEO–5G/6G-Konvergenz ist die langfristige Entwicklung von Forschungsthemen und Netzwerkarchitekturen noch unzureichend kartiert. Diese Studie analysiert 2420 Web of Science-Artikel, die zwischen 1995 und 2025 veröffentlicht wurden, und verwendet bibliometrische Techniken, Hauptpfadanalyse und Edge-Betweenness-Clustering, um die zentralen technologischen Entwicklungen im Bereich der LEO-Kommunikation zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigen fünf Hauptentwicklungsphasen: grundlegendes Konstellationsdesign, Integration von Mehrschichtarchitekturen, Leistungs- und QoS-Optimierung, durch 6G angetriebene intelligente Konnektivität und sichere kollaborative Vernetzung. Vier dominante Forschungscluster treten hervor: Kommunikation und IoT-Anwendungen, Routing- und Topologiemanagement, Satelliten-Edge-Computing und Aufgabenverlagerung sowie LEO-verbesserte GNSS-Positionsbestimmung, was die strukturelle Diversifizierung des Feldes verdeutlicht. Hauptpfad- und Schlüsselroutenanalysen zeigen zudem eine schrittweise Verschiebung von traditioneller, konnektivitätsorientierter Technik hin zu verteilten, KI-fähigen und sicherheitsbewussten Satellitenkommunikations-Frameworks. Diese Studie bietet die erste longitudinale Kartierung der LEO-Kommunikationsforschung und liefert ein integriertes Verständnis darüber, wie sich Architekturentwicklung, Protokollinnovation und aufkommende intelligente Dienste überschneiden. Die Ergebnisse unterstützen zukünftige Fortschritte in der Satellitennetzwerkarchitektur, Ressourcenoptimierung sowie im Design widerstandsfähiger und interoperabler LEO-Systeme.