CN106712834B - 中继卫星的推荐方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种中继卫星的推荐方法和装置，涉及卫星通信的技术领域，包括获取与当前信源卫星连接的第一中继卫星的多个物理参数；基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分；将平均意见得分发送至服务器，以使服务器根据平均意见得分计算第一中继卫星的推荐值；获取服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值；根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，缓解了在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的选择方法考虑的物理因素较为单一而导致的选择精度较差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种中继卫星的推荐方法和装置。
背景技术
在空间网络中，当中、低轨道通信卫星(以下均称为信源卫星)运行到地球背面时，会由于受到遮挡，其与卫星地面站的直接通信链路将会断开，将导致卫星无法实时发送数据，只能将数据进行存储，待链路恢复通信后再发送上述数据。除此之外，还可以寻求其他途径进行转发。目前，针对该问题的一种经济、有效的解决方法是，在地球同步轨道上布设多颗中继卫星，中继卫星覆盖大部分甚至全部信源卫星的运行轨道，以及卫星地面站。当信源卫星运行到地球背面时，保证仍存在至少一颗中继卫星可以同时覆盖该信源卫星以及卫星地面站，并通过与中继卫星之间的中继链路将信源卫星的数据转发至地面站，从而保证信源卫星可以24小时不间断地与地面进行通信。
当存在多颗中继卫星可供选择时，信源卫星必须选择最优的中继卫星进行数据转发，其中，选择的标准包括信源卫星与中继卫星之间的距离、相对运动趋势、信道状态、中继卫星的负载、通信能力、数据处理能力等多种可能影响通信质量的因素。目前，由于各国已经发射的中继卫星数量较少，因此在中继卫星选择方面的研究尚未广泛展开。但是，随着各国不断部署更多的中、低轨道通信卫星，现有中继卫星将难以保证较高的服务质量，因此继续部署更多数量的中继卫星成为一个必然选择。
空间网络中继卫星的选择方法可以借鉴地面蜂窝网络中，D2D通信的中继节点选择方法。现有的选择方法的主要思路为，源节点(信源卫星)根据导频信号判断中继链路的实时信道状态，并选择信道状态最好的中继节点(中继卫星)进行通信。但是，该方法可以在一定程度上反应信道状态，从而推断通信质量，但是这种推断并不全面。其中，重要的一点是，通信质量不仅仅由信道状态决定，还收中继节点的负载、数据处理能力等多方面因素影响，而空间网络中的中继卫星受其本身特点限制，在以上各方面因素上都存在较大差异，因此即使信道状态好的中继卫星，其所能提供的服务质量也有可能较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中继卫星的推荐方法和装置，以缓解在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的推荐方法考虑的物理因素较为单一而导致的推荐精度较差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种中继卫星的推荐方法，包括：获取与当前信源卫星连接的第一中继卫星的多个物理参数，其中，所述多个物理参数是与所述第一中继卫星的通信质量相关联的参数；基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分；将所述平均意见得分发送至服务器，以使所述服务器根据所述平均意见得分计算所述第一中继卫星的推荐值；获取所述服务器返回的所述第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，利用所述服务器计算推荐值的全部中继卫星，所述推荐值用于反应所述信源卫星使用所述中继卫星进行通信的概率的大小；根据所述第一中继卫星的推荐值和所述第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星。
进一步地，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分包括：获取所述信源卫星的业务类型；根据所述业务类型确定用于基于所述多个物理参数对所述第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；通过所述评价模型，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；将所述传播评分因子进行转化，得到所述第一中继卫星的所述平均意见得分。
进一步地，所述物理参数包括以下至少之一：所述第一中继卫星的信号强度，所述第一中继卫星的数据传输速率，所述第一中继卫星的误码率，所述第一中继卫星的丢包率，所述第一中继卫星的延时时间。
进一步地，在将所述平均意见得分发送至服务器之前，所述方法还包括：判断当前时刻是否为发送时刻，其中，所述发送时刻包括以下任一种：所述信源卫星断开与所述第一中继卫星通信连接的时刻，从上一次发送平均意见得分的时刻开始经过预设时间段的时刻；如果判断出所述当前时刻是所述发送时刻，执行所述将所述平均意见得分发送至所述服务器的步骤。
进一步地，在将所述平均意见得分发送至服务器之前，所述方法还包括：计算上一次发送的平均意见得分与当前时刻发送的所述平均意见得分的差值；判断所述差值是否大于预设差值；如果判断出所述差值大于预设差值，则执行所述将所述平均意见得分发送至所述服务器的步骤。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种中继卫星的推荐方法，包括：获取当前信源卫星发送的第一中继卫星的平均意见得分，其中，所述平均意见得分为所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的多个物理参数为所述第一中继卫星的通信质量进行评价的数值，所述第一中继卫星为当前时刻与所述当前信源卫星通信连接的卫星；对所述平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵；根据所述评价矩阵计算所述第一中继卫星的推荐值，其中，所述推荐值用于反应向所述信源卫星推荐所述中继卫星的概率的大小；将计算得到的所述第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至所述当前信源卫星，以使所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，通过服务器计算推荐值的全部中继卫星。
进一步地，所述信源卫星的数量为多个，所述第一中继卫星的数量为多个，所述根据所述评价矩阵计算所述第一中继卫星的推荐值包括：判断第一中继卫星j在所述评价矩阵中的平均意见得分rij是否为零，其中，rij表示信源卫星i计算得到的所述第一中继卫星j的平均意见得分，i依次取1至N，j依次取1至M，N和M均为大于或者等于2的正整数，所述信源卫星i为多个所述信源卫星中的第i个信源卫星；如果判断出所述第一中继卫星j在所述评价矩阵中的所述平均意见得分rij为零，则按照公式计算所述第一中继卫星j的推荐值，其中，Fsim(i,k)为所述信源卫星i和信源卫星k之间的相似度，rkj为信源卫星k计算得到的第一中继卫星j的平均意见得分，所述信源卫星k为多个所述信源卫星中的第k个信源卫星，i与k的取值不相同；如果判断出所述第一中继卫星j在所述评价矩阵中的所述平均意见得分rij不为零，则将所述平均意见得分rij作为所述第一中继卫星j的推荐值。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种中继卫星的推荐装置，包括：第一获取单元，用于获取与当前信源连接的第一中继卫星的多个物理参数，其中，所述多个物理参数是与所述第一中继卫星的通信质量相关联的参数；评价单元，用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分；发送单元，用于将所述平均意见得分发送至服务器，以使所述服务器根据所述平均意见得分计算所述第一中继卫星的推荐值；第二获取单元，用于获取所述服务器返回的所述第一中继卫星的和第二中继卫星的推荐值，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，利用所述服务器计算推荐值的全部中继卫星，所述推荐值用于反应所述信源卫星使用所述中继卫星进行通信的概率的大小；确定单元，用于根据所述第一中继卫星的推荐值和所述第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星。
进一步地，所述评价单元用于：获取所述信源卫星的业务类型；根据所述业务类型确定用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；通过所述评价模型，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；将所述传播评分因子进行转化，得到所述第一中继卫星的所述平均意见得分。
根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种中继卫星的推荐装置，包括：第一获取单元，用于获取当前信源卫星发送的第一中继卫星的平均意见得分，其中，所述平均意见得分为所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的多个物理参数为所述第一中继卫星的通信质量进行评价的数值，所述第一中继卫星为当前时刻与所述当前信源卫星通信连接的卫星；存储单元，用于对所述平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵；计算单元，用于根据所述评价矩阵计算所述第一中继卫星的推荐值，其中，所述推荐值用于反应向所述信源卫星推荐所述中继卫星的概率的大小；发送单元，用于将计算得到的所述第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至所述当前信源卫星，以使所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，通过服务器计算推荐值的全部中继卫星。
在本发明实施例中，首先获取第一中继卫星的多个物理参数，然后，根据多个物理参数对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分，接下来，将平均意见得分发送至地面服务器，以使地面服务器根据平均意见得分确定第一中继卫星的推荐值，并获取服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，最后，根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定目标中继卫星。在本发明实施例中，通过结合多种物理参数来对中继卫星的通信质量进行评价，进而，再根据平均意见得分确定中继卫星的推荐值的方式，达到了准确为信源卫星推荐最优中继卫星的目的，进而缓解了在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的推荐方法考虑的物理因素较为单一而导致的推荐精度较差的技术问题，从而实现了提高了最优中继卫星的推荐精度的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种中继卫星的推荐方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选地中继卫星的推荐方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种中继卫星的推荐装置的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选地中继卫星的推荐装置的示意图；以及
图5是根据本发明实施例的一种中继卫星的推荐系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种中继卫星的推荐方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种中继卫星的推荐方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取与当前信源卫星连接的第一中继卫星的多个物理参数，其中，多个物理参数是与第一中继卫星的通信质量相关联的参数。
在本发明实施例中，通过信源卫星获取第一中继卫星的多个物理参数。当信源卫星连接到第一中继卫星进行通信时，信源卫星可以实时测量并获取第一中继卫星的多个物理参数，其中，多个物理参数用于确定中继卫星的通信质量。
需要说明的是，上述第一中继卫星为当前时刻与信源卫星通信连接的中继卫星。
如果第一中继卫星的数量为多个，那么信源卫星可以在与每个中继卫星进行通信时，获取该第一中继卫星的多个物理参数。
步骤S104，基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分。
在本发明实施例中，信源卫星在获取到第一中继卫星的多个物理参数之后，就基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到该第一中继卫星的平均意见得分(Mean Opinion Score，简称MOS)。
信源卫星在对多个物理参数进行评价得到第一中继卫星的平均意见得分MOS之后，就可以通过MOS对第一中继卫星的通信质量进行评价。
步骤S106，将平均意见得分发送至服务器，以使服务器根据平均意见得分计算第一中继卫星的推荐值。
在本发明实施例中，信源卫星在得到第一中继卫星的平均意见得分MOS之后，就可以将平均意见得分MOS发送至服务器(例如，推荐服务器)。推荐服务器在接收到第一中继卫星发送的平均意见得分MOS之后，可以根据该平均意见得分MOS计算第一中继卫星的推荐值，并将该推荐值返回信源卫星，其中，推荐值用于表示信源卫星使用第一中继卫星进行通信的概率。
步骤S108，获取服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，其中，第二中继卫星为除第一中继卫星之外，利用服务器计算推荐值的全部中继卫星，推荐值用于反应信源卫星使用中继卫星进行通信的概率的大小。
通过上述描述可知，第一中继卫星为当前时刻与信源卫星通信连接的中继卫星，第二中继卫星则表示通过服务器计算推荐值的全部中继卫星，那么，也就是说，第二中继卫星的数量可以为多个，还可以为第一个。
步骤S110，根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星。
在本发明实施例中，如果信源卫星接收到推荐服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，那么信源卫星就可以根据每个中继卫星的推荐值在第一中继卫星和第二中继卫星中确定目标中继卫星(即，确定最优中继卫星)。具体地，可以将推荐值映射为概率，那么就可以根据概率在至少一个中继卫星中确定目标中继卫星。例如，将获取到的推荐值映射为概率，然后将至少一个概率中最大概率对应的中继卫星确定为目标中继卫星(即，最优中继卫星)。
需要说明的是，在本发明实施例中，并不限定使用当前时刻获取到的推荐值来确定目标中继卫星。信源卫星可以结合考虑每个中继卫星的历史推荐值，然后，通过历史推荐值和当前推荐值来进一步确定目标中继卫星。具体地，可以通过历史推荐值来确定每个中继卫星的历史状态，进而根据历史状态确定当前中继卫星是否适合作为目标中继卫星。例如，某个中继卫星的历史推荐值一直较低，如果当前时刻确定的推荐值较高，信源卫星要进一步确定当前时刻的推荐值是否正确，如果当前时刻的推荐值出现了问题，则可以另选中继卫星作为目标中继卫星。
进一步需要说明的是，除了历史推荐值和当前推荐值，信源卫星还可以结合中继卫星的卫星位置和运动状态等信息来确定目标中继卫星。例如，可以根据推荐值，卫星位置和运动状态构建数据模型，进而，对该模型进行最优化求解，并根据最优解确定目标中继卫星。其中，可以在数据模型中分别设置推荐值，卫星位置和运动状态的权重值，以分别确定推荐值，卫星位置和运动状态在数据模型中所占的比重。
在确定目标中继卫星之后，信源卫星就可以建立与目标中继卫星的通信连接，并通过该目标中继卫星将信源卫星的探测数据发送至地面服务器。
需要说明的是，上述步骤S102至步骤S110的执行主体可以为信源卫星，但不限于此。
在本发明实施例中，首先获取第一中继卫星的多个物理参数，然后，根据多个物理参数对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分，接下来，将平均意见得分发送至地面服务器，以使地面服务器根据平均意见得分确定第一中继卫星的推荐值，并获取服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，最后，根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定目标中继卫星。在本发明实施例中，通过结合多种物理参数来对中继卫星的通信质量进行评价，进而，再根据平均意见得分确定中继卫星的推荐值的方式，达到了准确为信源卫星推荐最优中继卫星的目的，进而缓解了在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的推荐方法考虑的物理因素较为单一而导致的推荐精度较差的技术问题，从而实现了提高了最优中继卫星的推荐精度的技术效果。
本发明实施例的一个可选实施方式中，基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分包括如下步骤：
步骤S1041，获取信源卫星的业务类型；
步骤S1042，根据业务类型确定用于基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；
步骤S1043，通过评价模型，基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；
步骤S1044，将传播评分因子进行转化，得到第一中继卫星的平均意见得分。
需要说明的是，上述物理参数的种类为多种，在本发明实施例中，上述多个物理参数选取为以下至少之一：第一中继卫星的信号强度，第一中继卫星的数据传输速率，第一中继卫星的误码率，第一中继卫星的丢包率，第一中继卫星的延时时间。
在本发明实施例中，当信源卫星连接到某中继卫星(即，第一中继卫星)进行通信时，可以实时测量多种影响通信质量的多种物理参数，包括信号强度、数据传输速率、误码率、丢包率、延时时间等参数。其中的一些参数只有在信源卫星连接到该中继卫星进行通信时才能测量得到，而无法在其他时刻得到。信源卫星可以根据以上这些参数，通过某种算法，对当前连接的中继卫星进行评分，以评价其所能提供的服务质量。
由于信源卫星具有多种通信业务类型，例如，语音业务，流媒体业务和数据业务等等，其中，数据业务又包括多种业务类型。因此，在本发明实施例中，针对不同种类的业务类型，信源卫星可以通过国际电信联盟(ITU-T)等标准制定机构所提供的不同评价模型对多个物理参数进行评价，以实现对中继卫星的评分。
例如，针对网络电话业务(Voice over Internet Protocol，简称VoIP)，ITU-T在其制定的标准G.107中建立了主观评分模型E-model。该主观评分模型E-model可以将通信设备运行中实时监测到的信噪比、延时、丢包率等物理参数，映射为一个传播评分因子T，并进一步由传播评分因子T映射得到主观评分，即平均意见得分MOS。
在本发明实施例中，信源卫星在对第一中继卫星进行实时评分(即，平均意见得分MOS)之后，信源卫星就可以通过当前连接的网络将平均意见得分MOS发送至推荐服务器进行维护，以使推荐服务器计算第一中继卫星的推荐值。
具体地，在本发明实施例中，信源卫星将平均意见得分MOS发送至推荐服务器的策略可以有多种，包括定时发送(例如，每隔固定时间或在即将断开与当前第一中继卫星连接的时刻进行发送)和不定时发送(例如，评分变化超过某一阈值时进行发送)等。
下面将就上述定时发送方式和不定时发送方式进行介绍：
定时发送方式包括如下步骤：
步骤S11，在将平均意见得分发送至服务器之前，判断当前时刻是否为发送时刻，其中，发送时刻包括以下任一种：信源卫星断开与第一中继卫星通信连接的时刻，从上一次发送平均意见得分的时刻开始经过预设时间段的时刻；
步骤S12，如果判断出当前时刻是发送时刻，执行将平均意见得分发送至服务器的步骤。
在本发明实施例中，信源卫星在向推荐服务器发送平均意见得分时，可以选择在信源卫星与第一中继卫星断开通信连接的时刻将平均意见得分发送至推荐服务器，还可以选择每隔预设时间段将平均意见得分发送至推荐服务器。例如，在t1时刻，信源卫星将评价得到平均意见得分发送至推荐服务器，那么经过预设时间段之后，在经过预设时间段的时刻，例如，在t2时刻向推荐服务器发送平均意见得分。
因此，在本发明实施例中，发送时刻包括以下任一种：信源卫星断开与第一中继卫星通信连接的时刻，从上一次发送平均意见得分的时刻开始经过预设时间段的时刻。
不定时发送方式包括如下步骤：
步骤S21，在将平均意见得分发送至服务器之前，计算上一次发送的平均意见得分与平均意见得分的差值；
步骤S22，判断差值是否大于预设差值；
步骤S23，如果判断出差值大于预设差值，则将平均意见得分发送至服务器进行保存。
在本发明实施例中，当信源卫星与第一中继卫星通信连接时，会实时获取第一中继卫星的物理参数，进而，根据物理参数对第一中继卫星进行评价，得到平均意见得分。如果将全部平均意见得分发送至推荐服务器，这就无疑增加了推荐服务器的工作量。因此，在本发明实施例中，可以设置一个发送条件，该发送条件即为上一次发送的平均意见得分与当前时刻发送的平均意见得分之间的差值满足预设差值时，才将当前时刻的平均意见得分发送至推荐服务器进行计算处理。
具体地，信源卫星可以在将平均意见得分发送至服务器之前，计算上一次平均意见得分MOS1与当前时刻发送的平均意见得分MOS2的差值；然后，判断该差值是否大于预设差值，其中，如果判断出该差值大于预设差值，表明MOS1与MOS2之间的变化较大，那么此时将MOS2发送至推荐服务器中进行计算，得到当前时刻第一中继卫星的推荐值。
需要说明的是，在本发明实施例中，推荐服务器可以选取为通过“评分矩阵(也即，上述评价矩阵)”来维护信源卫星发送的实时评分(即，平均意见得分)，评分矩阵中保存了每个信源卫星对每个中继卫星的历史评分，其中，当该评分尚不存在时，可通过置为0或其它不在评分范围内的数字的方式进行标识。“评分矩阵”对平均意见得分的维护策略也有多种，例如，只保存最新评分，保存历史加权平均评分，或保存多个历史评分等，其中，历史加权评分表示对每个历史评分设置一个权重，然后，计算权重与历史评分的加权和，进而，得到历史加权评分。
实施例2
图2是根据本发明实施例的一种可选地中继卫星的推荐方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，获取当前信源卫星发送的第一中继卫星的平均意见得分，其中，平均意见得分为信源卫星根据第一中继卫星的多个物理参数为第一中继卫星的通信质量进行评价的数值，第一中继卫星为当前时刻与当前信源卫星通信连接的卫星。
在本发明实施例中，通过服务器(例如，推荐服务器)获取信源卫星发送的平均意见得分MOS。具体地，信源卫星通过上述实施例1中步骤S1041至步骤S1044所描述的方案计算平均意见得分MOS。具体计算过程此处不再赘述。
步骤S204，对平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵。
在本发明实施例中，推荐服务器可以选取为通过预设方式来维护信源卫星发送的实时评分(即，平均意见得分)，得到评价矩阵(也即，上述评分矩阵)。评分矩阵中保存了每个信源卫星对每个中继卫星的历史评分，其中，当该评分尚不存在时，可通过置为0或其它不在评分范围内的数字的方式进行标识。“评分矩阵”对平均意见得分的维护策略也有多种，例如，只保存最新评分，保存历史加权平均评分，或保存多个历史评分等，其中，历史加权评分表示对每个历史评分设置一个权重，然后，计算权重与历史评分的加权和，进而，得到历史加权评分。
步骤S206，根据评价矩阵计算第一中继卫星的推荐值，其中，推荐值用于反应向信源卫星推荐中继卫星的概率的大小。
步骤S208，将计算得到的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至信源卫星，以使信源卫星根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，其中，第二中继卫星为除第一中继卫星之外，通过服务器计算推荐值的全部中继卫星。
在本发明实施例中，推荐服务器可以根据上述评价矩阵计算第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值。并将第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至信源卫星，以使信源卫星根据推荐值在第一中继卫星和第二中继卫星中确定目标中继卫星。
需要说明的是，除了历史推荐值和当前推荐值，信源卫星还可以结合第一中继卫星和第二中继卫星的卫星位置和运动状态等信息来确定目标中继卫星。例如，可以根据推荐值，卫星位置和运动状态构建数据模型，进而，对该模型进行最优化求解，并根据最优解确定目标中继卫星。其中，可以在数据模型中分别设置推荐值，卫星位置和运动状态的权重值，以确定推荐值，卫星位置和运动状态在数据模型中所占的比重。
需要说明的是，上述步骤S202至步骤S208的执行主体可以为服务器(例如，推荐服务器)，但不限于此。
在本发明实施例中，首先获取信源卫星发送给的平均意见得分，然后，对平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵，接下来，根据评价矩阵计算第一中继卫星的推荐值，最后，将第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值发送至信源卫星，以使信源卫星根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星。在本发明实施例中，通过结合多种物理参数来对中继卫星的通信质量进行评价，进而，再根据平均意见得分确定中继卫星的推荐值的方式，达到了准确为信源卫星推荐最优中继卫星的目的，进而缓解了在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的推荐方法考虑的物理因素较为单一而导致的推荐精度较差的技术问题，从而实现了提高了最优中继卫星的推荐精度的技术效果。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，假设，信源卫星的数量为多个，中继卫星的数量为多个，那么根据评价矩阵计算第一中继卫星的推荐值包括如下步骤：
步骤S31，判断第一中继卫星j在评价矩阵中的平均意见得分rij是否为零，其中，rij表示信源卫星i计算得到的第一中继卫星j的平均意见得分，i依次取1至N，j依次取1至M，N和M均为大于或者等于2的正整数，信源卫星i为多个信源卫星中的第i个信源卫星；
步骤S32，如果判断出第一中继卫星j在评价矩阵中的平均意见得分rij为零，则按照公式计算第一中继卫星j的推荐值，其中，Fsim(i,k)为信源卫星i和信源卫星k之间的相似度，rkj为信源卫星k计算得到的第一中继卫星j的平均意见得分，信源卫星k为多个信源卫星中的第k个信源卫星，i与k的取值不相同；
步骤S33，如果判断出第一中继卫星j在评价矩阵中的平均意见得分rij不为零，则将平均意见得分rij作为第一中继卫星j的推荐值。
在本发明实施例中，当中继卫星切换被触发时，推荐服务器首先通过特定算法向信源卫星推荐中继星。例如，推荐服务器可以采用基于用户的协同过滤(CollaborativeFiltering，简称CF)算法进行推荐。该算法描述为上述步骤S31至步骤S33中所描述的算法，具体如下：
通过上述对评价矩阵的描述可知，每个信源卫星(例如，信源卫星i)的特征由其对各中继卫星的历史评分(即，历史评分意见得分)表征，记为ri＝[ri1,ri2,…,riM]，其中，M为中继卫星总数。当该信源卫星对某中继卫星无历史评分时，相应特征为0，否则为某正实数。
当rij>0时，rij即为推荐服务器向信源卫星i推荐第一中继卫星j的推荐值；否则，推荐服务器通过公式计算第一中继卫星j的推荐值。
其中，Fsim(i,k)为信源卫星i和信源卫星k之间的相似度，具体地，Fsim(i,k)可以通过Pearson相关系数公式：进行计算；Fsim(i,k)还可以通过余弦相似性公式计算。其中，是信源卫星i对各中继卫星评分的平均值。而Neighbor(i)是根据相似度得到的与信源卫星i最相似的几个信源卫星的集合(具体数量可根据场景预先指定)，k∈Neighbor(i)表示信源卫星k为该集合中的卫星。
推荐服务器在计算得到第一中继卫星推荐值后，将其通过与信源卫星当前连接的网络发送给信源卫星，供其参考。
需要说明的是，在本发明实施例中，服务器计算第二中继卫星的推荐值的方法与上述步骤S31至步骤S33中所描述的方法相同，此处不再赘述。
综上，在本发明实施例中，可以综合考虑影响中继卫星通信的各项物理指标，例如，信号强度，数据传输速率，误码率，丢包率和延时时间，来实现信源卫星对中继卫星的评价；在根据上述物理参数对中继卫星进行评价时，可以根据信源卫星所发送的业务类型选择评分模型，以适应多种业务需求。相比地面无线网络，空间网络中节点数量有限，因此，本发明实施例提供的中继卫星的推荐方法，在提升综合服务质量的同时，不会对推荐服务器造成过大的存储和计算负担。
实施例3
本发明实施例还提供了一种中继卫星的推荐装置，该中继卫星的推荐装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的中继卫星的推荐方法，以下对本发明实施例提供的中继卫星的推荐装置做具体介绍。
图3是根据本发明实施例的一种中继卫星的推荐装置的示意图，如图3所示，该中继卫星的推荐装置主要包括第一获取单元31，评价单元32，发送单元33，第二获取单元34和确定单元35，其中：
第一获取单元31，用于获取与当前信源卫星连接的第一中继卫星的多个物理参数，其中，多个物理参数是与第一中继卫星的通信质量相关联的参数；
评价单元32，用于基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分。
发送单元33，用于将平均意见得分发送至服务器，以使服务器根据平均意见得分计算第一中继卫星的推荐值。
第二获取单元34，用于获取服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，其中，第二中继卫星为除第一中继卫星之外，利用服务器计算推荐值的全部中继卫星，推荐值用于反应信源卫星使用中继卫星进行通信的概率的大小。
确定单元35，用于根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星。
需要说明的是，上述第一获取单元31，评价单元32，发送单元33，第二获取单元34和确定单元35的执行主体可以为信源卫星，但不限于此。
在本发明实施例中，首先获取第一中继卫星的多个物理参数，然后，根据多个物理参数对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分，接下来，将平均意见得分发送至地面服务器，以使地面服务器根据平均意见得分确定第一中继卫星的推荐值，并获取服务器返回的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，最后，根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定目标中继卫星。在本发明实施例中，通过结合多种物理参数来对中继卫星的通信质量进行评价，进而，再根据平均意见得分确定中继卫星的推荐值的方式，达到了准确为信源卫星推荐最优中继卫星的目的，进而缓解了在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的推荐方法考虑的物理因素较为单一而导致的推荐精度较差的技术问题，从而实现了提高了最优中继卫星的推荐精度的技术效果。
可选地，评价单元：获取信源卫星的业务类型；根据业务类型确定用于对多个物理参数进行评价的评价模型；通过评价模型，基于多个物理参数，对第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；将传播评分因子进行转化，得到第一中继卫星的平均意见得分。
可选地，物理参数包括以下至少之一：第一中继卫星的信号强度，第一中继卫星的数据传输速率，第一中继卫星的误码率，第一中继卫星的丢包率，第一中继卫星的延时时间。
可选地，该装置还包括：第一判断单元，用于在将平均意见得分发送至服务器之前，判断当前时刻是否为发送时刻，其中，发送时刻包括以下任一种：信源卫星断开与第一中继卫星通信连接的时刻，从上一次发送平均意见得分的时刻开始经过预设时间段的时刻，其中，如果判断出当前时刻是发送时刻，通过发送单元将平均意见得分发送至服务器的步骤。
可选地，该装置还包括：计算单元，用于在将平均意见得分发送至服务器之前，计算上一次发送的平均意见得分与平均意见得分的差值；第二判断单元，用于判断差值是否大于预设差值，其中，如果判断出差值大于预设差值，通过发送单元将平均意见得分发送至服务器的步骤。
图4是根据本发明实施例的一种可选地中继卫星的推荐装置的示意图，如图4所示，该中继卫星的推荐装置主要包括第一获取单元41，存储单元42，计算单元43和发送单元44，其中：
第一获取单元41，用于获取当前信源卫星发送的第一中继卫星的平均意见得分，其中，平均意见得分为当前信源卫星根据第一中继卫星的多个物理参数为第一中继卫星的通信质量进行评价的数值，第一中继卫星为当前时刻与当前信源卫星通信连接的卫星。
存储单元42，用于对平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵。
计算单元43，用于根据评价矩阵计算第一中继卫星的推荐值，其中，推荐值用于反应向信源卫星推荐中继卫星的概率的大小。
发送单元44，用于将计算得到的第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至当前信源卫星，以使当前信源卫星根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，其中，第二中继卫星为除第一中继卫星之外，通过服务器计算推荐值的全部中继卫星。
需要说明的是，上述第一获取单元41，存储单元42，计算单元43和发送单元44的执行主体可以为服务器，但不限于此。
在本发明实施例中，首先获取信源卫星发送给的平均意见得分，然后，对平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵，接下来，根据评价矩阵计算第一中继卫星的推荐值，最后，将第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值发送至信源卫星，以使信源卫星根据第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星。在本发明实施例中，通过结合多种物理参数来对中继卫星的通信质量进行评价，进而，再根据平均意见得分确定中继卫星的推荐值的方式，达到了准确为信源卫星推荐最优中继卫星的目的，进而缓解了在向信源卫星推荐最优中继卫星时，由于现有技术中的推荐方法考虑的物理因素较为单一而导致的推荐精度较差的技术问题，从而实现了提高了最优中继卫星的推荐精度的技术效果。
可选地，信源卫星的数量为多个，中继卫星的数量为多个，计算单元于：判断第一中继卫星j在评价矩阵中的平均意见得分rij是否为零，其中，rij表示信源卫星i计算得到的第一中继卫星j的平均意见得分，i依次取1至N，j依次取1至M，N和M均为大于或者等于2的正整数，信源卫星i为多个信源卫星中的第i个信源卫星；如果判断出第一中继卫星j在评价矩阵中的平均意见得分rij为零，则按照公式计算第一中继卫星j的推荐值，其中，Fsim(i,k)为信源卫星i和信源卫星k之间的相似度，rkj为信源卫星k计算得到的第一中继卫星j的平均意见得分，信源卫星k为多个信源卫星中的第k个信源卫星，i与k的取值不相同；如果判断出第一中继卫星j在评价矩阵中的平均意见得分rij不为零，则将平均意见得分rij作为第一中继卫星j的推荐值。
实施例4
图5是根据本发明实施例的一种中继卫星的推荐系统的示意图，如图5所示，该系统主要由三个部分组成：第一中继卫星(也即，图5中所示的中继星)，信源卫星，以及推荐服务器(也即，上述服务器)。
具体地，信源卫星实时获取第一中继卫星的物理参数，并根据相应地评价模型对多个物理参数进行实时评分，得到平均意见得分；然后，通过第一中继卫星将平均意见得分发送至推荐服务器。
推荐服务器在获取到的该平均意见得分之后，通过评分矩阵对其进行维护，并通过该平均意见得分确定第一中继卫星的推荐值(即，图5中所示的推荐信息)，并将该推荐值通过第一中继卫星返回信源卫星。信源卫星在获取到该推荐值之后，还将获取第二中继卫星的推荐值，然后可以结合第一中继卫星的推荐值，第二中继卫星的推荐值，以及第一中继卫星和第二中继卫星的位置和运动状态确定目标中继卫星(即，确定最优中继卫星)，完成中继星的切换。
需要说明的是，在本发明实施例中，可以通过上述实施例1步骤S1041至步骤S1044实现对物理参数的评价，对此，此处不再赘述。进一步地，可以通过上述实施例2步骤S31至步骤S33中描述的方案实现推荐值的确定，对此，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种中继卫星的推荐方法，其特征在于，包括：
获取与当前信源卫星连接的第一中继卫星的多个物理参数，其中，所述多个物理参数是与所述第一中继卫星的通信质量相关联的参数，所述物理参数包括以下至少之一：所述第一中继卫星的信号强度，所述第一中继卫星的数据传输速率，所述第一中继卫星的误码率，所述第一中继卫星的丢包率，所述第一中继卫星的延时时间；
基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分；
将所述平均意见得分发送至服务器，以使所述服务器根据所述平均意见得分计算所述第一中继卫星的推荐值；
获取所述服务器返回的所述第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，利用所述服务器计算推荐值的全部中继卫星，所述推荐值用于反应所述信源卫星使用所述中继卫星进行通信的概率的大小；
根据所述第一中继卫星的推荐值和所述第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星；
其中，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分包括：
获取所述信源卫星的业务类型；
根据所述业务类型确定用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；
通过所述评价模型，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；
将所述传播评分因子进行转化，得到所述第一中继卫星的所述平均意见得分。
2.根据权利要求1所述的推荐方法，其特征在于，在将所述平均意见得分发送至服务器之前，所述方法还包括：
判断当前时刻是否为发送时刻，其中，所述发送时刻包括以下任一种：所述信源卫星断开与所述第一中继卫星通信连接的时刻，从上一次发送平均意见得分的时刻开始经过预设时间段的时刻；
如果判断出所述当前时刻是所述发送时刻，执行所述将所述平均意见得分发送至所述服务器的步骤。
3.根据权利要求1所述的推荐方法，其特征在于，在将所述平均意见得分发送至服务器之前，所述方法还包括：
计算上一次发送的平均意见得分与当前时刻发送的所述平均意见得分的差值；
判断所述差值是否大于预设差值；
如果判断出所述差值大于预设差值，则执行所述将所述平均意见得分发送至所述服务器的步骤。
4.一种中继卫星的推荐方法，其特征在于，包括：
获取当前信源卫星发送的第一中继卫星的平均意见得分，其中，所述平均意见得分为所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的多个物理参数为所述第一中继卫星的通信质量进行评价的数值，所述第一中继卫星为当前时刻与所述当前信源卫星通信连接的卫星，其中，所述物理参数包括以下至少之一：所述第一中继卫星的信号强度，所述第一中继卫星的数据传输速率，所述第一中继卫星的误码率，所述第一中继卫星的丢包率，所述第一中继卫星的延时时间；
对所述平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵；
根据所述评价矩阵计算所述第一中继卫星的推荐值，其中，所述推荐值用于反应向所述信源卫星推荐所述中继卫星的概率的大小；
将计算得到的所述第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至所述当前信源卫星，以使所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，通过服务器计算推荐值的全部中继卫星；
其中，所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的多个物理参数为所述第一中继卫星的通信质量进行评价包括：
获取所述信源卫星的业务类型；
根据所述业务类型确定用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；
通过所述评价模型，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；
将所述传播评分因子进行转化，得到所述第一中继卫星的所述平均意见得分。
5.根据权利要求4所述的推荐方法，其特征在于，所述信源卫星的数量为多个，所述第一中继卫星的数量为多个，所述根据所述评价矩阵计算所述第一中继卫星的推荐值包括：
判断第一中继卫星j在所述评价矩阵中的平均意见得分rij是否为零，其中，rij表示信源卫星i计算得到的所述第一中继卫星j的平均意见得分，i依次取1至N，j依次取1至M，N和M均为大于或者等于2的正整数，所述信源卫星i为多个所述信源卫星中的第i个信源卫星；
如果判断出所述第一中继卫星j在所述评价矩阵中的所述平均意见得分rij为零，则按照公式计算所述第一中继卫星j的推荐值，其中，Fsim(i,k)为所述信源卫星i和信源卫星k之间的相似度，Neighbor(i)为根据所述相似度确定的与所述信源卫星i最相似的信源卫星的集合，rkj为信源卫星k计算得到的第一中继卫星j的平均意见得分，所述信源卫星k为多个所述信源卫星中的第k个信源卫星，i与k的取值不相同；
如果判断出所述第一中继卫星j在所述评价矩阵中的所述平均意见得分rij不为零，则将所述平均意见得分rij作为所述第一中继卫星j的推荐值。
6.一种中继卫星的推荐装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取与当前信源连接的第一中继卫星的多个物理参数，其中，所述多个物理参数是与所述第一中继卫星的通信质量相关联的参数，所述物理参数包括以下至少之一：所述第一中继卫星的信号强度，所述第一中继卫星的数据传输速率，所述第一中继卫星的误码率，所述第一中继卫星的丢包率，所述第一中继卫星的延时时间；
评价单元，用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到平均意见得分；
发送单元，用于将所述平均意见得分发送至服务器，以使所述服务器根据所述平均意见得分计算所述第一中继卫星的推荐值；
第二获取单元，用于获取所述服务器返回的所述第一中继卫星的和第二中继卫星的推荐值，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，利用所述服务器计算推荐值的全部中继卫星，所述推荐值用于反应信源卫星使用所述中继卫星进行通信的概率的大小；
确定单元，用于根据所述第一中继卫星的推荐值和所述第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星；
其中，所述评价单元还用于：
获取所述信源卫星的业务类型；
根据所述业务类型确定用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；
通过所述评价模型，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；
将所述传播评分因子进行转化，得到所述第一中继卫星的所述平均意见得分。
7.一种中继卫星的推荐装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取当前信源卫星发送的第一中继卫星的平均意见得分，其中，所述平均意见得分为所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的多个物理参数为所述第一中继卫星的通信质量进行评价的数值，所述第一中继卫星为当前时刻与所述当前信源卫星通信连接的卫星，其中，所述物理参数包括以下至少之一：所述第一中继卫星的信号强度，所述第一中继卫星的数据传输速率，所述第一中继卫星的误码率，所述第一中继卫星的丢包率，所述第一中继卫星的延时时间；
存储单元，用于对所述平均意见得分按照预设方式进行存储，得到评价矩阵；
计算单元，用于根据所述评价矩阵计算所述第一中继卫星的推荐值，其中，所述推荐值用于反应向所述信源卫星推荐所述中继卫星的概率的大小；
发送单元，用于将计算得到的所述第一中继卫星和第二中继卫星的推荐值发送至所述当前信源卫星，以使所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的推荐值和第二中继卫星的推荐值确定用于通信的目标中继卫星，其中，所述第二中继卫星为除所述第一中继卫星之外，通过服务器计算推荐值的全部中继卫星；
其中，所述当前信源卫星根据所述第一中继卫星的多个物理参数为所述第一中继卫星的通信质量进行评价包括：
获取所述信源卫星的业务类型；
根据所述业务类型确定用于基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价的评价模型；
通过所述评价模型，基于所述多个物理参数，对所述第一中继卫星的通信质量进行评价，得到传播评分因子；
将所述传播评分因子进行转化，得到所述第一中继卫星的所述平均意见得分。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |