[发明专利]中继卫星系统资源管理方法及系统

说明书

本发明提供一种中继卫星系统资源管理方法及系统，涉及空间信息网络技术领域，方法包括：每隔一个任务规划周期，向多个用户端发布任务规划周期内的星间链路天线波束的可用时间资源信息；接收多个用户端所发送的业务需求申请信息；根据可用时间资源信息中的时间资源类型，对业务需求申请信息进行业务分集，得到多个业务需求集合；根据可用时间资源信息、业务需求集合及第一预设业务调度策略，对多个用户端的业务需求申请进行业务调度。本发明基于一种博弈论中的重复博弈框架，通过中继卫星系统多用户间的合作机制，有效抑制用户在业务需求申请过程中的自私行为，降低系统中资源冲突强度，并结合高效启发式业务调度策略，显著提升系统的服务效能。

技术领域

本发明涉及空间信息网络技术领域，尤其是涉及一种中继卫星系统资源管理方法及系统。

背景技术

中继卫星系统(tracking and data relay satellite system,TDRSS)利用地球静止或高轨道的中继卫星对中低轨道航天器和非航天器平台等目标用户进行跟踪测控和数据中继，属于天基信息系统。中继卫星系统相比于地基系统可极大地拓展对用户目标的测控覆盖率，并提高任务时效性。

近年来随着空间活动的增多，目标用户对中继任务需求快速增长，如何高效管理极其有限的中继卫星天线波束资源意义重大。在实际应用中，中继卫星系统研制过程已对星间链路天线波束的频谱和功率分配制定了详细的应用规范，根据该应用规范对中继卫星系统应用过程中的星间链路天线波束时间资源(下面简称波束时间资源)进行分配。要实现高效的波束时间资源分配需重点解决两方面问题：第一，在中继卫星系统内部的业务调度过程中，优化业务调度模型和求解算法，以提高业务调度完成率；第二，在用户向中继卫星系统提出业务需求申请过程中，由于不同用户对有限资源存在激烈的竞争关系，他们的利己行为会显著影响整个中继卫星系统的服务效能，设计有效的合作机制促使用户放弃自私行为并维持合作。

现有的中继卫星系统天线波束资源分配技术主要关注如上第一方面，通常假设：所有用户采取合作方式向中继卫星系统提出业务需求(即用户均能客观、准确地掌握其中继业务需求，并如实向中继卫星系统报告这些需求)，系统收集这些需求后结合可用星间链路天线的波束时间资源进行调度计算，最后输出优化的业务调度结果。这些技术未考虑用户出于充分保障其单方收益的目的，可能采取自私行为获取天线资源的情况。因此，如果现实情况中某用户向中继卫星系统夸大其需求，这些基于假设所有用户合作而设计的资源分配方法可能会增加该自私用户的收益，这不仅会损害其他用户的正当收益，而且会给整个系统的资源冲突消解工作带来巨大压力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中继卫星系统资源管理方法及系统，基于一种博弈论中的重复博弈框架，通过中继卫星系统多用户间的合作机制，可以有效抑制用户在业务需求申请过程中的自私行为，降低中继卫星系统中资源冲突强度，并结合高效启发式业务调度策略，显著提升了整个系统的服务效能。

第一方面，本发明实施例提供了一种中继卫星系统资源管理方法，该方法应用于中继卫星系统业务调度中心，方法包括：

每隔一个任务规划周期，向多个用户端发布任务规划周期内的星间链路天线波束的可用时间资源信息；任务规划周期包括：多个时间窗口；

接收多个用户端根据可用时间资源信息，所发送的业务需求申请信息；业务需求申请信息包括：时间窗口的数量；

根据可用时间资源信息中的时间资源类型，对业务需求申请信息进行业务分集，得到多个业务需求集合；业务需求集合包括：仅可由中继卫星多址天线提供执行的业务需求集合、仅可由中继卫星单址天线提供执行的业务需求集合、可同时由中继卫星多址天线和单址天线提供执行的业务需求集合；

根据可用时间资源信息、业务需求集合及第一预设业务调度策略，对多个用户端的业务需求申请进行业务调度。