[发明专利]一种基于概率排序的低轨卫星切换方法

说明书

本发明涉及低轨卫星通信系统领域，公开了一种基于概率排序的低轨卫星切换方法，该方法包括：S1，用户或卫星的移动导致通信仰角减少，信道质量变差，即开始卫星切换。S2，收集覆盖当前用户的低轨卫星关键信息参数，包括卫星距离，卫星的信号强度，卫星的通信覆盖时间，卫星当前负荷以及卫星的传播路径长度。S3，根据收集的覆盖当前用户的低轨卫星信息建立概率排序预测模型。S4，利用多元线性回归方程求解低轨卫星概率排序预测模型，得到切换卫星的优选顺序。一种基于概率排序的低轨卫星切换方法解决了现有技术不能够有效的对低轨卫星切换进行最优选择，优化了卫星信道资源利用率和提高了低轨卫星通信网络的通信质量。

技术领域

本发明涉及低轨卫星通信网络领域，更具体地说，它涉及到低轨卫星切换方法。

背景技术

由于低轨卫星星座与地面移动卫星用户之间的运动是高速和随机的，同时低轨卫星星座内的星间链路会随着卫星运行也发生变化。但是地面地动用户对信号质量的需求则要有稳定性，周期性、规律性，同时由于单个卫星转发器负载也会有差异，则急需一种可靠高效的方法来实现不同卫星的切换来保证链路通信质量，一种基于概率排序的低轨卫星切换方法得到业界广泛的关注。

低轨卫星通信网络的移动用户在进行链路通信的过程当中，由于低轨道卫星相对于移动用户的高速运动，卫星对移动用户的可视时间很短。随着移动用户卫星天线与低轨卫星间的通信仰角逐渐减小，用户与卫星之间的距离逐渐增大，导致信道质量逐渐变差，乃至不能通信。此时，用户与卫星的连接关系必须进行切换，用户需要从多颗覆盖他的卫星当中做出选择。切换可能发生在建链阶段，也可能发生在建链通信的过程中，无论哪种情况，都需要进行卫星的选择，因此提出一种基于概率排序的低轨卫星切换方法可以有效解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于概率排序的低轨卫星切换方法，通过对低轨卫星覆盖移动用户区域内所有卫星进行概率排序，得到低轨卫星切换的最优选择。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于概率排序的低轨卫星切换方法，包括以下步骤：

首先用户或卫星的移动导致通信仰角减少，信道质量变差，即开始卫星切换。然后收集覆盖当前用户的低轨卫星关键信息参数，包括卫星距离，卫星的信号强度，卫星的通信覆盖时间，卫星当前负荷以及卫星的传播路径长度。接着，根据收集的信息建立概率排序预测模型。最后利用多元线性回归方程求解低轨卫星概率排序预测模型，得到切换卫星的优选顺序。

可选的，收集覆盖当前用户的低轨卫星关键信息参数，包括卫星距离，卫星的信号强度，卫星的通信覆盖时间，卫星当前负荷以及卫星的传播路径长度，其方法为：将当覆盖当前用户的n颗卫星中的第i颗卫星用排序效用函数y_i(x)来描述，其中而影响y_i(x)取值的参数有x有5个，分别是卫星距离x₁，卫星的信号强度x₂，卫星的通信覆盖时间x₃，卫星当前负荷x₄以及卫星的传播路径长度x₅。5个参数的权重用q表示，分别是卫星距离权重q₁，卫星的信号强度权重q₂，卫星的通信覆盖时间权重q₃，卫星当前负荷权重q₄以及卫星的传播路径长度权重q₅。