[发明专利]基于SysML定义低轨通信星座网络功能及接口的方法

说明书

本发明提供一种基于SysML定义低轨通信星座网络功能及接口的方法，属于卫星通信MBSE建模领域。所述方法首先基于SysML用例图分析利益相关者对低轨通信星座网络的需求，梳理具体通信指标项和指标性能，用SysML需求图进行呈现；然后分析星座网络服务目标的接口关系，及使用的通信网系，用SysML内部结构图呈现；最后对各网系运行时的行为进行说明，以骨干网和航天器间网络为例，使用SysML活动图进行描述。本发明实现定义低轨通信星座网络功能接口标准化，基于模型实现规范化定义，便于扩展；从星座网络需求出发，明确功能和接口的来源及合理性；对可执行模型构建、需求论证、递增开发提供了支持。

技术领域

本发明属于卫星通信建模领域，具体涉及一种基于系统建模语言(SystemsModeling Language,SysML)定义低轨通信星座网络功能及接口的方法。

背景技术

低轨通信星座是中国天地一体化信息网络工程中以天基网络为核心、服务于全球宽带通信、战略支援的一套通信网络系统。低轨通信星座包括天基卫星构建的星间网络、地面站和移动终端，目前处于规划阶段。要构建低轨通信星座，需要在规划阶段进行理论证明和实验验证，一般采用仿真系统进行星座体系的仿真以验证系统的可行性。

目前，在低轨星座通信领域开展的建模工作，包括基于模型的系统工程(ModelBased Systems Engineering,MBSE)方法论及建模语言研究、装备体系元模型设计研究等。其中，关于MBSE方法论应用研究包括：MBSE的应用、基于SysML支持复杂产品系统的需求分析及结构设计、基于Modelica支持复杂产品系统多领域统一仿真建模的研究与平台研发。但是，在当前的低轨星座MBSE实践中主要还是对单机或系统关键技术进行SysML建模，缺乏在体系层面的顶层建模方法。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种基于SysML定义低轨通信星座网络功能及接口的方法，在网络顶层功能层面，实现定义功能接口的标准化处理，基于模型实现规范化定义，并便于扩展；从利益相关对星座网络需求出发，明确功能接口的来源和合理性；并能够对可执行模型构建、需求论证、递增开发提供支持。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于SysML定义低轨通信星座网络功能及接口的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，从利益相关对星座网络需求出发，分析参与者关注点和各网系功能；

步骤S2，基于SysML用例图描述利益相关者对星座网络的使用关系；

步骤S3，基于SysML需求图描述对网络的整体通信指标需求；

步骤S4，基于SysML内部结构图定义星座网络服务目标的接口关系、以及使用的通信网系；

步骤S5，基于SysML活动图描述骨干网通信流程；

步骤S6，基于SysML活动图描述航天器间网络通信流程。

作为本发明的一个优选实施例，在步骤S1中传感器和执行任务用户不限于遥感卫星、侦查卫星、飞机、船等移动类终端。

作为本发明的一个优选实施例，根据利益相关的参与者对于低轨星座通信网络的不同关注点，将整个网络分为四种网络通信行为，即骨干网络通信、接入控制网络通信，航天器间网络通信和邻近网络通信。

作为本发明的一个优选实施例，所述参与者包括军事用户、普通用户、传感器和通信网络维护者。

作为本发明的一个优选实施例，利益相关者任务需求分为功能需求和性能需求；其中，功能需求包括：

(1)多种数据类型传输功能：数据、图像、指令、语音、视频；

(2)随遇访问功能：支持网络边缘节点的随机接入；