[发明专利]面向差异化业务的高吞吐跳波束调度方法

权利要求书

1.一种面向差异化业务的高吞吐跳波束调度方法，其特征在于，包括如下：

(1)生成卫星覆盖范围内的分簇结果：

1a)将卫星覆盖范围内的波位小区划分不同的簇；

1b)根据各簇间负载均衡原则和簇内波位小区地理位置就近原则，建立簇间负载均衡的分簇模型：

s.t.C₁:d_mn≤s,m∈M_i and n∈M_i

其中，P为最小化簇间负载均方差的目标函数，K为簇的数量，N为波位小区的数量，R_j为小区j的业务需求量，X_ij表示波位j是否属于簇i，R为K个簇的负载均值，C₁为距离约束条件，C₂为保证一个波位小区只属于一个簇的约束条件，m,n表示同一个簇内的两个波位小区，d_mn表示m小区和n小区的波位中心距离，s为簇内两个波位中心的距离上限，M_i表示属于簇i的波位小区的集合；

1c)利用免疫算法对簇间负载均衡的分簇模型进行求解，得到分簇结果；

(2)建立簇内波束动态调度模型：

2a)根据不同业务类型对时延的要求，为其确定以跳变时隙为单位的时延容忍度；

2b)执行不同类型的数据包在星上缓存队列等待被下发的过程，且每经过一个跳变时隙，对应的时延容忍度就减一，当数据包在星上等待时延超过其容忍度时将会被丢弃，视为超时失效；

2c)根据最大化业务服务保障率和最小化业务超时失效率的原则，建立基于时延容忍度的跳波束调度模型：

s.t.C₁:

C₂:

其中，P₁为最大化簇内业务服务保障率，T为跳波束卫星对同一区域覆盖时间范围内的所有决策时刻的集合，N为簇内总波位小区数，表示在t_j时隙结束后向小区n发送的数据包量，表示截止到t_j时隙，卫星接收到发往小区n的总数据包量，P₂为最小化簇内业务超时失效率，表示目的地址为波位小区n的数据包因超时等待而失效的数据包量，C₁为保证簇内每个跳变时隙内获得波束调度的小区个数为1，C₂为保证当前时刻星上数据包不超过最大限制，表示在t_j时隙波位小区n是否被工作波束照射，表示被照射，反之，未被照射，表示在t_j时隙结束后波位小区n对应的卫星存储器中存储的数据包数量，L为星上每个波位小区缓存队列的最大容量；

(3)在(1)划分的每个簇内，建立(2)所述的波束动态调度模型，并将该调度模型问题视为马尔科夫决策过程，根据深度强化学习进行求解，得到波束调度结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述1a)将卫星覆盖范围内的波位小区划分不同的簇，是根据单星所拥有的工作波束数K确定划分的簇数，将工作波束与簇一一对应，每个工作波束负责在一个簇内进行波束动态调度。