[发明专利]簇飞行航天器OFDMA网络分布式功率鲁棒性控制算法

说明书

本发明公开的是一种簇飞行航天器OFDMA网络分布式功率鲁棒性控制算法，该算法包括初始化参数、估计节点间信道增益，测量接收模块节点接收到的信号干扰噪声比值、计算拉格朗日乘子变量、将和反馈到接收节点、接收节点通过控制信道接收和更新α_m和发射功率等步骤；本发明通过基于簇飞行航天器OFDMA网络系统模型，给出信道不确定下系统鲁棒性功率控制模型，提出鲁棒性功率控制算法，保证了簇飞行航天器网络性能和空间探测能力。

技术领域

本发明涉及一种簇飞行航天器网络分布式功率鲁棒性控制算法，尤其是一种基于OFDMA的簇飞行航天器网络分布式功率鲁棒性控制算法，属于航天技术、电子信息领域。

背景技术

伴随着空间站、飞船、航天飞机等大型航天器的出现，人类的空间探测能力显著增强。目前由功能模块集成的单一结构大型航天器存在发射成本高、载荷重、自适应性差、鲁棒性不强等不足之处，很难调整适应新的任务，一旦出现故障，就连预定任务都很难完成。

簇飞行航天器网络作为分布式空间系统的一种创新性结构，具有快速响应、鲁棒性强、灵活、成本低、工作寿命长等优点，被认为是下一代分布式空间系统。但是，与其它分布式空间系统一样，簇飞行航天器网络也是一个资源共享、能量有限系统。特别地，由于航天器高速飞行，簇飞行航天器网络节点间信道具有明显的不确定性，因此，如何在保证网络QoS的基础上，实现簇飞行航天器网络系统功率鲁棒性控制依然是需要面对的重要问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于OFDMA的簇飞行航天器OFDMA网络分布式功率鲁棒性控制算法，实现簇飞行航天器网络功率鲁棒性控制，保证簇飞行航天器网络性能和空间探测能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

簇飞行航天器OFDMA网络分布式功率鲁棒性控制算法，包括以下步骤：

步骤一，初始化参数：i＝0，α_m(0)＞0，其中i是迭代次数；m＝1,2，…，m，表示第m个模块节点；n＝1,2，…，n，表示第n个正交子载波；表示第m个模块节点采用第n个正交子载波的发射功率；为连续变量，表示反应子载波分配情况，当时，表示第m个节点分配了第n个子载波；当时，表示第m个节点没有分配到子载波；α_m(0)是对应的拉格朗日乘子变量；

步骤二，估计节点间信道增益测量接收模块节点接收到的信号干扰噪声比(SINR)值

式中，二元变量表示反应子载波分配情况，即当时，表示第m个节点分配了第n个子载波；反之，当时，表示表示第m个节点没有分配到子载波。是噪声功率，并可假定每个时刻，每个节点都一样，且为σ²；

步骤三，计算拉格朗日乘子变量α_m(i+1)、将和反馈到接收节点；

步骤四，接收节点通过控制信道接收和更新α_m和发射功率式中的

步骤五，返回步骤二和步骤三。

上述的簇飞行航天器OFDMA网络分布式功率鲁棒性控制算法中，具体来说，步骤三中，所述的式中，i是迭代次数，b₁和b₂是小的正步长。

本发明的有益效果：簇飞行航天器网络作为分布式航天器网络的一种形式，具有节点空间分离、相互独立，节点间相对具有有界、控制相对容易的特点。本发明通过基于簇飞行航天器OFDMA网络系统模型，给出信道不确定下系统鲁棒性功率控制模型，提出鲁棒性功率控制算法，保证了簇飞行航天器网络性能和空间探测能力。