[发明专利]一种基于LSTM的低轨卫星通信自适应编码方法

权利要求书

1.一种基于LSTM的低轨卫星通信自适应编码方法，其特征在于，包括以下：

步骤1、地面设备获取当地实时天气与经纬度；

步骤2、根据存储在地面设备中的卫星轨道信息生成卫星的位置信息，以三维坐标表示；

步骤3、建立利用实时天气、经纬度和位置信息、基于LSTM的预测SNR模型；

步骤4、根据查表法选择最优的编码方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于LSTM的低轨卫星通信自适应编码方法，其特征在于：步骤1的具体步骤如下：

步骤1.1地面设备获取自身经纬度；

步骤1.2地面设备根据经纬度请求网站获取实时天气；

需要注意的是，由于低轨卫星与地面设备单次通信时间很短，通常为几分钟，因此认为通信开始时刻的天气即为本次通信的天气，故仅需在通信开始时请求一次天气情况即可。

3.根据权利要求1所述的一种基于LSTM的低轨卫星通信自适应编码方法，其特征在于：步骤2的具体步骤如下：

步骤2.1地面设备需要存储每个卫星的轨道信息，并具备找出在指定时间内可以通信的卫星的能力；轨道信息是通过计算描述并预测卫星位置的信息，由两行轨道要素形式表示，采用两行80字符的ASCII码来存储数据，存储所占的空间很少；

步骤2.2将卫星的位置由轨道信息转化为三维坐标。

4.根据权利要求1所述的一种基于LSTM的低轨卫星通信自适应编码方法，其特征在于：步骤3的具体步骤如下：

步骤3.1使用实时天气、经纬度和位置信息组成序列

(UE_lat,UE_lon,Sat_lat,Sat_Lon,Sat_alt,Weather)；

其中UE_lat,UE_lon分别为地面设备的经纬度，Sat_lat,Sat_Lon,Sat_alt为卫星的经纬度和高度，Weather为当地的实时天气；

步骤3.2将步骤3.1中的序列输入LSTM网络进行训练，使用MAE作为误差函数；MAE为真实的SNR与预测的SNR之间的差值的绝对值；误差函数是用来进行反向传播的，更新网络中的参数；

步骤3.3使用训练的LSTM进行预测、验证；

其中，验证步骤是为了证明在网络没有过拟合，将全部数据集分为训练集、验证集、测试集三个部分，并在训练时观测验证集上的情况，以确定模型的过拟合情况。

5.根据权利要求1所述的一种基于LSTM的低轨卫星通信自适应编码方法，其特征在于：步骤4的具体步骤如下：

根据预测的SNR查表选择编码方案，选择误包率小于0.1的冗余率最低的编码方案；

其中，误包率是在通信中一帧数据内存在误码的概率，通常认为小于0.1即可正常通信；

其中，冗余率是前向纠错编码中用于纠错的比特数占总比特数的比例，即冗余率＝(用于纠错的编码数/总比特数)×100％。