[发明专利]卫星地面融合网络数据传输方法

说明书

本发明涉及一种卫星地面融合网络数据传输方法，属于无线通信技术领域。该方法包括以下步骤：S1：建模卫星及网关连接状态；S2：建模卫星关联及链路选择变量；S3：建模基站关联变量；S4：建模簇头选择变量；S5：建模网路总时延；S6：建模卫星关联模式总时延；S7：建模基站关联模式总时延；S8：建模用户关联及资源分配限制条件；S9：基于网络总时延最小化确定联合用户关联及资源分配策略。本发明可以有效保障用户接入卫星地面融合网络的情况下，通过优化设计用户关联及资源分配策略，实现网络总时延最小化。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及卫星地面融合网络数据传输方法。

背景技术

为了满足各类用户的业务需求，实现更广覆盖和更高质量的无线通信，卫星通信网络与地面移动通信网络的融合成为必然的趋势。用户可通过接入卫星通信网络或地面移动通信网络，实现数据传输需求。如何采用高效用户关联及资源分配技术，实现卫星地面融合网络性能优化已成为重要研究课题。

目前，已有研究考虑卫星通信与地面通信网络融合问题。文献X.Zhu,C.Jiang,L.Kuang,N.GeandJ.Lu,“Non-Orthogonal MultipleAccess BasedIntegratedTerrestrial-Satellite Networks,”in IEEEJournal on SelectedAreas inCommunications,vol.35,no.10,pp.2253-2267,Oct.2017，针对卫星与地面融合网络，提出一种基于非正交多址接入的综合卫星陆地网络，基站与卫星协同为地面网络提供服务，实现网络吞吐量最大化。文献B.Di,H.Zhang,L.Song,Y.Li,and G.Y.Li,“Ultra-dense LEO:Integrating terrestrial-satellite networks into 5G and beyond for dataoffloading,”IEEETrans.Wireless Commun.,vol.18,no.1,pp.47–62,Jan.2018，针对卫星与地面融合网络，提出一种综合卫星陆地网络实现有效的数据卸载，同时考虑卫星回程链路容量与基站回程链路容量限制，实现用户和速率最大化。

现有研究多考虑网络容量或效用优化，较少考虑用户时延性能优化，无法实现网络综合性能优化；此外，现有研究通常假设用户设备可接入卫星网络实现通信，然而，对于大量功能性能受限的物联网节点，难以直接接入卫星网络，如何设计成簇及簇头转发机制实现物联网设备的卫星接入服务成为亟待研究的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种卫星地面融合网络数据传输方法。在该方法中，用户可采用基站关联模式或卫星关联模式传输数据至核心网，综合考虑用户与基站及卫星之间关联情况，有效实现网络总时延最小化，从而提升网络综合性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

卫星地面融合网络数据传输方法，该方法包括以下步骤：

S1：建模卫星及网关连接状态；

S2：建模卫星关联及链路选择变量；

S3：建模基站关联变量；

S4：建模簇头选择变量；

S5：建模网络总时延；

S6：建模卫星关联模式总时延；

S7：建模基站关联模式总时延；

S8：建模用户关联及资源分配限制条件；

S9：基于网络总时延最小化确定联合用户关联及资源分配策略；