[发明专利]星间数据传输方法

说明书

本发明提供了一种星间数据传输方法，包括：利用星间链路协助馈电数据卸载，卫星通过星间链路向有剩余带宽的落地卫星发送待卸载数据，以利用馈电带宽资源；根据带子图约束的MFMC线性规划，开发迭代算法CDD，以最大化系统吞吐量和最小化数据传输时延。

技术领域

本发明涉及LEO卫星技术领域，特别涉及一种星间数据传输方法。

背景技术

近年来，宽带LEO卫星网络引起了学术界和工业级广泛关注。卫星星座的一个重要任务是作为空间路由器将用户数据存储转发到信关站。然而不同于空间段丰富的星间链路(ISLs)资源，卫星和信关站建立的馈电链路资源有限，成为整个LEO卫星网络容量的瓶颈。因此充分利用馈电链路资源对提升整网吞吐量至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星间数据传输方法，以解决现有的卫星和信关站建立的馈电链路资源有限，成为整个LEO卫星网络容量的瓶颈的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种星间数据传输方法，包括：

利用星间链路协助馈电数据卸载，卫星通过星间链路向有剩余带宽的落地卫星发送待卸载数据，以利用馈电带宽资源；

根据带子图约束的MFMC线性规划，开发迭代算法CDD，以最大化系统吞吐量和最小化数据传输时延。

可选的，在所述的星间数据传输方法中，还包括：

卫星网络由N个轨道，每个轨道包含的M个卫星组成；

LEO卫星网络用图G＝(V,E)表示，其中V表示节点集，E代表ISLs链路集，包括星间链路和馈电链路；

通过卫星上的激光终端和邻居卫星建立ISLs；

用l_i,j表示卫星v_i和v_j间通过激光终端通信的星间链路，且l_i,j∈E；

轨内ISLs一直保持，在极地区域的轨间ISLs暂时断开，离开极区后再建链；

相邻轨道上的两颗卫星穿过极区后互相交换相对位置，形成扭曲曼哈顿网络，将扭曲曼哈顿网络上半部分旋转180度；

极轨LEO卫星网络具有固定二维Mash结构，LEO卫星网络的动态性由极区导致的轨间ISLs通断以及太阳光干扰导致激光终端误码率过高从而无法建链来决定。

可选的，在所述的星间数据传输方法中，还包括：

V_ES∈V代表和信关站通过馈电链路建立连接的落地卫星集合；

落地卫星v_i和信关站建立馈电链路W_i；

每颗卫星有16个固定方向的点波束，用于和用户通信，并通过天线和信关站ES建立馈电链路；

全球分布着若干信关站，每个信关站拥有k个天线，同时与k颗卫星建立馈电链接；

卫星在信关站ES的视线范围内下载数据到信关站，称为下载时间窗口；将卫星运行周期分成大小相同长度为τ的时间槽，时间线表示为0,1τ,2τ,...,T。

可选的，在所述的星间数据传输方法中，还包括：

对于任意链路l_n,总容量C_n表示为

其中η_n,β_n和W_n分别表示频谱效率、多路增益、频率复用系数和该链路分配的带宽；