[发明专利]分布式星群的分簇方法和装置

说明书

本发明提供了一种分布式星群的分簇方法和装置，涉及卫星通信的技术领域，该方法包括：实时检测目标地面站，其中，目标地面站为当前时刻当前卫星能够接入的地面站，目标地面站的数量至少为一个；确定当前时刻当前卫星的待传输内容与目标传输内容的内容相似度，其中，目标传输内容为目标地面站对应的卫星簇中全部待传输内容；根据内容相似度确定当前卫星相对于每个目标地面站的适应指标，以根据适应指标在目标地面站中确定最优地面站；控制当前卫星接入最优地面站，以完成对当前卫星的分簇操作，缓解了现有技术中的分簇方法导致的卫星簇传输性能较差的技术问题，从而实现了提高卫星簇的传输性能的技术效果。

技术领域

本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种分布式星群的分簇方法和装置。

背景技术

分布式星群是指一些分布在相同或者邻近轨道上的卫星群，通过合理的分簇算法，簇内可以采用群间链路，不同于卫星和地面站的通信，群间链路具有更大的带宽和更小的通信时延。另外，分布式星群由于其可以灵活的组网协同，有效地资源整合，具有重要的国家战略意义。然而，分布式星群往往用于临时的突发的业务，此时卫星的拓扑往往呈现出不规律，高度动态，分布式的特点，如何有效的分簇是其核心技术之一。

现有的卫星分簇算法大多基于单一的卫星星座系统而设计，即基于固定的路径规划或者任务组织的，以完成一个特定的任务。当服务于一个特定任务的卫星群在地面站覆盖范围之内时，将这些卫星划分到一个簇，这种方式也被称为基于距离的方式。然而，以上方案往往不能应对突发的大容量内容需求。

实际上，随着空间中卫星和对应的地面站数目的不断增加，一个卫星可能对应了多个可用的地面站。特别的，不同卫星之间可能有相同的内容需求时候，特别是如今人们对视频，音频，即时新闻等多媒体服务的需求不断增加。事实上，人们的内容需求往往呈现出幂率分布的特点，即极少数内容被极大多数人需要，所以两颗卫星需求相同的内容具有极大的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式星群的分簇方法和装置，以缓解了现有技术中的分簇方法导致的卫星簇的传输性能较差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种分布式星群的分簇方法，包括：实时检测目标地面站，其中，所述目标地面站为当前时刻当前卫星能够接入的地面站，所述目标地面站的数量至少为一个；确定所述当前时刻所述当前卫星的待传输内容与目标传输内容的内容相似度，其中，所述目标传输内容为所述目标地面站对应的卫星簇中全部待传输内容；根据所述内容相似度确定所述当前卫星相对于每个所述目标地面站的适应指标，以根据所述适应指标在所述目标地面站中确定最优地面站；控制所述当前卫星接入所述最优地面站，以完成对所述当前卫星的分簇操作。

进一步地，确定所述当前时刻所述当前卫星与所述目标地面站对应的卫星簇中全部待传输内容的内容相似度包括：根据第一公式计算在t时段第len时隙，当前卫星i接入至目标地面站j之后所增加的数据传输量，其中，所述目标地面站j为至少一个所述目标地面站中的任意一个地面站，表示所述增加的数据传输量，表示所述当前卫星i在第len时隙内的内容需求；根据第二公式计算在所述第len时隙所述目标地面站j传输的数据的第一数据总量，其中，表示所述第一数据总量，C_j表示所述目标地面站j对应的卫星簇中的全部卫星；根据第三公式计算T个时隙内，所述目标地面站j传输的数据的第二数据总量，其中，Ω_j(t)表示所述第二数据总量；基于所述第二公式和所述第三公式确定所述内容相似度。

进一步地，根据所述第二公式和所述第三公式确定所述内容相似度包括：将所述第二公式代入至所述第三公式中，得到公式其中，Θ_i→j表示所述内容相似度。