[发明专利]低轨卫星网络星间链路分配方法

摘要

本发明是一种适用于低轨卫星网络的星间链路分配方法，其中，综合加权分配方法很好的解决了单颗卫星在选择可视卫星时面临的取舍，基于星间距离、距离变化率、可视时间长度、剩余信道(或带宽)资源的综合加权方法可以通过加权系数的改变满足不同的通信需求。基于链路稳定性的综合加权链路分配方法在综合加权的基础上，通过增加卫星网络的平均连接度大小的方法，尽可能地提高了星间链路的稳定。本发明从单个卫星节点和卫星网络整体通信质量出发，解决了低轨卫星在星上波束有限情况下的星间链路分配问题，使得搭建的卫星网络在运行的时候具有较小的通信时延，较低的链路切换，高效的星上资源利用率，并且拥有较好的链路稳定性。

主权项

一种低轨卫星网络星间链路分配方法，其特征在于该方法在基于链路稳定性的综合加权链路分配方法下，卫星网络在时间片tn～tn+1内执行链路分配的具体步骤是：步骤1：初始化编号i和连接度表T，其中置i的初始值为0，置T中各颗卫星的初始连接度为0；步骤2：令编号i＝i+1；步骤3：判断卫星Si的连接度Ci是否小于最大连接度Cmax，如果小于转至步骤4，否则转至步骤2；步骤4：根据可视性条件：h＞R+H，对卫星Si进行星间可视性分析并得到卫星Si的可视卫星集合Vi，其中h表示两颗卫星之间的连线到地心O的距离，R表示地球半径，H表示电离层高度；步骤5：根据综合加权函数：P(t)=α*TkTmax+β*(DminDk-Dk,D,max-D,min)+χ*RkRmax]]>P(t)：t时刻的加权函数值；Tk：卫星k的当前剩余可视时间；Tmax：最长剩余可视时间；Dk：卫星k的当前可视距离；Dmin：最短可视距离；Dk'：卫星k的当前可视距离变化率；D'max/D'min：最大/最小可视距离变化率；Rk：卫星k的当前剩余信道资源；Rmax：最多剩余信道资源；α/β/χ：时间加权系数/距离加权系数/资源加权系数；分别计算可视卫星集合Vi中每颗卫星的加权函数值P，其中加权系数α，β，χ的值可以根据卫星网络的需求进行调整，如果α:β:χ＝1:1:1则表示时间、距离、资源三者的权值相同；完成计算后依照函数值P的大小对Vi中的卫星进行降序排列；步骤6：从Vi中选择P值最大的卫星Sk，判断Sk的连接度Ck是否小于Cmax，若是转至步骤7，否则转至步骤8；步骤7：建立卫星Si和Sk的星间链路，并判断Si的连接度Ci是否小于Cmax‑1，若是转至步骤8，否则更新两颗卫星的连接度表T，将卫星Si和Sk的连接度加1，并转至步骤9；步骤8：更新集合Vi，将已经处理的卫星Si从集合中排除，判断此时Vi是否存在剩余可视卫星，若是转至步骤6，否则返回步骤2；步骤9：检查连接度表T中是否存在连接度小于Cmax的卫星，若存在转至步骤10，否则结束链路分配；步骤10：判断步骤9中的卫星是否存在两两可视，若存在则建立链路，否则结束链路分配。