CN107453802A - 一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备 - Google Patents

一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107453802A
CN107453802A CN201710832238.4A CN201710832238A CN107453802A CN 107453802 A CN107453802 A CN 107453802A CN 201710832238 A CN201710832238 A CN 201710832238A CN 107453802 A CN107453802 A CN 107453802A
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite
link
layer
duration
communication link
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710832238.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107453802B (zh
Inventor
戴光明
王茂才
彭雷
宋志明
武云
汪耀斌
张勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences
Original Assignee
China University of Geosciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences filed Critical China University of Geosciences
Priority to CN201710832238.4A priority Critical patent/CN107453802B/zh
Publication of CN107453802A publication Critical patent/CN107453802A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107453802B publication Critical patent/CN107453802B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18521—Systems of inter linked satellites, i.e. inter satellite service
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
    • H04L45/04—Interdomain routing, e.g. hierarchical routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H04L45/121—Shortest path evaluation by minimising delays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，所述方法包括步骤：将卫星集进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长，不可连接卫星间时长标记为maxtime；从第n‑1层卫星到第1层卫星进行链接循环；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；需要更新时再次进行所述链接循环；否则继续使用当前最优链路。一种最大时长卫星通信链路设备及存储设备，用来实现所述一种最大时长卫星通信链路方法。本发明实现了星间信息的高效传输。

Description

一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，具体涉及一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备。
背景技术
卫星通信链路设计本质上就是一个路径优化问题。与传统路径优化问题存在较大差异，卫星通信链路设计问题中节点高动态性、通信实效性要求较高，且由于卫星通信网络一般由多层次卫星组成，并不能简单地将其转换成图问题求解。卫星网络高动态特性，使得通信链路一直处在一个频繁变更状态，如果采用点到点的传输方式，将带来较大的时延。在信息实效性要求越来越高的背景下，高效传输信息是通信链路要解决的重要问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，通过卫星分层，最长连接时间选取并加入最短层间连接时长约束，从而有效解决上述问题。
本发明提供的技术方案是：一种最大时长卫星通信链路方法，所述方法包括步骤：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长，不可连接的卫星间时长标记为maxtime；从第n-1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环；当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。一种存储设备，所述存储设备存储指令及数据用于实现所述一种最大时长卫星通信链路方法。一种最大时长卫星通信链路设备，所述设备包括处理器及所述存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现所述的一种最大时长卫星通信链路方法。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，首先将卫星集合分层归类，然后通过选取单条链路的连接最长时间，并以卫星间链路连接最短时间作为约束条件，最终实现了星间信息的高效传输。
附图说明
图1是本发明实施例中构建最大时长卫星通信链路方法的整体流程图；
图2是本发明实施例的蜂窝式星座转化层式星座示意图；
图3是本发明实施例的硬件设备工作示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述，下文中提到的具体技术细节，如：方法，设备等，仅为使读者更好的理解技术方案，并不代表本发明仅局限于以下技术细节。
本发明的实施例提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，首先将卫星集合分层归类，然后通过选取单条链路的连接最长时间，并以卫星间链路连接最短时间作为约束条件，最终实现了星间信息的高效传输。请参阅图1，图1是本发明实施例中构建最大时长卫星通信链路方法的整体流程图，所述方法由一种最大时长卫星通信链路设备实现，具体步骤包括：
S101：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n。所述分层标准为：500公里到2000公里为低轨道，2000公里到22000公里为中轨道，22000公里以上为高轨道；分层后的卫星集为层层管理，即，按信号传递方向为标准，上一层卫星管理下一层卫星。
S102：初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长，不可连接的卫星间时长标记为maxtime。
S103：从第n-1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束。所述链接循环的规则为：每层中的每颗卫星选取下层的一颗卫星作为下一跳卫星，下一跳卫星能保证该卫星到最后一层的卫星连接时长是当前能找到最长的，直到第1层时结束循环。
S104：记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路。链路的建立原则为：在每层一个卫星与相邻层卫星连接的链路中选取连接时长最长的链路；单条链路的连接时长由链路内所有连接卫星的链路中时间最短的链路决定。具体地，按照以下公式计算链路的连接时长，cost[i]＝max{min(cij,cost[j])}，其中，i≤j≤n且卫星j是卫星i的邻卫星，cij表示节点i到节点j连接时长，cost[i]表示从卫星i到终点卫星的满足约束条件的最长信号传递时长；U＝max{cost[0],cost[1],…,cost[k-1]},其中，k表示第1层中的卫星数，U表示链路最大连接时长。
S105：对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路。所述最优链路的选取规则为：选取相邻卫星间链路的连接时长最大的链路为最优链路。
S106：在最优链路中设定时间阈值。所述时间阈为最优链路中卫星间连接的最短时长。
S107：在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新。
S108：当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环。
S109：当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。
参见图2，图2是本发明实施例的蜂窝式星座转化层式星座示意图，其中：201表示第一层卫星集，包含：卫星1、卫星2及卫星3；202表示第二层卫星集，包含：卫星4、卫星5、卫星6及卫星7；203表示第三层卫星集，包含：卫星8及卫星9；204表示第四层卫星集，包含：卫星10、卫星11及卫星12；205表示蜂窝式星座。
参见表1，表1是本发明实施例中的场景卫星参数表，低轨卫星是由60颗卫星构成的一个60/6/1(60颗卫星分布在6个轨道面上，每个轨道面上10颗卫星，调相因子为1)构型的walker星座，只列出卫星1的参数；静止轨道卫星总共有4颗，后面三颗卫星的升交点赤经分别在卫星1的基础上加上60°、120°、180°。；中轨卫星共2个。
表1
参见表2，表2是本发明实施例中场景地面对象参数表，忽略地面站、地面目标海拔，因为相对卫星与地面站间的距离，海拔高度值非常小。
表2
经度(单位：°) 纬度(单位：°)
地面站1 116.24 39.55
地面站2 73 39.55
地面站3 102 24
地面目标1 128.545 24.01
参见表3，表3是本发明实施例中最大连接时长通信策略链路顺序表，由表中可以看出，在以连接时长作为最优约束后，链路路径值发生很大变化，在表中所列数据均是翻倍增加。但是时刻5114.530864的通信时长与其它时刻中最大连接时长相比有明显的差别，前面时刻的最大连接时长均达到万秒以上，而5114.530864时刻的连接时长只有几千秒，分析其原因，在于最大连接时长尽量减少了链路切换，在时刻5114.530864时，链路处于上一次链路切换后的后半段，所以其连接时长值已经较小了。
表3
参见图3，图3是本发明实施例的硬件设备工作示意图，所述硬件设备具体包括：一种最大时长卫星通信链路设备301、处理器302及存储设备303。
最大时长卫星通信链路设备301：所述一种最大时长卫星通信链路设备301实现所述一种最大时长卫星通信链路方法。
处理器302：所述处理器302加载并执行所述存储设备303中的指令及数据用于实现所述的一种最大时长卫星通信链路方法。
存储设备303：所述存储设备303存储指令及数据；所述存储设备303用于实现所述的一种最大时长卫星通信链路方法。
通过执行本发明的实施例，本发明权利要求里的所有技术特征都得到了详尽阐述。
区别于现有技术，本发明的实施例提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，首先将卫星集合分层归类，然后通过选取单条链路的连接最长时间，并以卫星间链路连接最短时间作为约束条件，最终实现了星间信息的高效传输。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种最大时长卫星通信链路方法，所述方法由一种最大时长卫星通信链路设备实现，其特征在于：包括以下步骤：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长,不可连接的卫星间时长标记为maxtime；从第n-1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环；当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。
2.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：所述分层标准为：500公里到2000公里为低轨道，2000公里到22000公里为中轨道，22000公里以上为高轨道；分层后的卫星集为层层管理，即，按信号传递方向为标准，上一层卫星管理下一层卫星。
3.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：链路的建立方法为：在每层一个卫星与相邻层卫星连接的链路中选取连接时长最长的链路；单条链路的连接时长由链路内所有连接卫星的链路中时间最短的链路决定。
4.如权利要求3所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：按照以下公式计算链路的连接时长，cost[i]＝max{min(cij,cost[j])}，其中，i≤j≤n且卫星j是卫星i的邻卫星，cij表示节点i到节点j连接时长；U＝max{cost[0],cost[1],…,cost[k-1]},其中，k表示第1层中的卫星数，U表示链路最大连接时长。
5.如权利要求4所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：cost[i]表示从卫星i到终点卫星的满足约束条件的最长信号传递时长。
6.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：所述链接循环的方法为：每层中的每颗卫星选取下层的一颗卫星作为下一跳卫星，下一跳卫星能保证该卫星到最后一层的卫星连接时长是当前能找到最长的，直到第1层时结束循环。
7.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：所述最优链路的选取方法为：选取相邻卫星间链路的连接时长最大的链路为最优链路。
8.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：所述时间阈为最优链路中卫星间连接的最短时长。
9.一种存储设备，其特征包括：所述存储设备存储指令及数据用于实现权利要求1～8所述的一种最大时长卫星通信链路方法。
10.一种最大时长卫星通信链路设备，其特征在于：包括：处理器及所述存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现权利要求1～8所述的一种最大时长卫星通信链路方法。
CN201710832238.4A 2017-09-15 2017-09-15 一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备 Active CN107453802B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710832238.4A CN107453802B (zh) 2017-09-15 2017-09-15 一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710832238.4A CN107453802B (zh) 2017-09-15 2017-09-15 一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107453802A true CN107453802A (zh) 2017-12-08
CN107453802B CN107453802B (zh) 2019-09-17

Family

ID=60495484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710832238.4A Active CN107453802B (zh) 2017-09-15 2017-09-15 一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107453802B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008014520A2 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Qualcomm Incorporated Improvements to a wireless interface to enable communications via a satellite relay
CN101435863A (zh) * 2008-12-25 2009-05-20 武汉大学 一种导航卫星实时精密定轨的方法
KR20110033555A (ko) * 2009-09-25 2011-03-31 한국해양연구원 다중대역 통신시스템과 방법, 이를 이용한 실시간 해양 물류 위치 추적 방법 및 해양 네트워크
CN102088298A (zh) * 2010-12-24 2011-06-08 中国海底电缆建设有限公司 一种用于海底管线维护的船舶监控与管理系统和方法
US8189560B1 (en) * 2007-06-01 2012-05-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Retransmission switch box
CN104320405A (zh) * 2014-11-06 2015-01-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种适用于星型卫星网络的上网优化方法
CN104601363A (zh) * 2014-12-03 2015-05-06 上海交通大学 一种分轨分域的双层卫星网络系统及管理方法
WO2016038611A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Liveu Ltd. Methods and systems for managing bonded communications across multiple communication networks
CN106100720A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 大连大学 Leo/meo卫星网络的路由快速收敛优化方法
CN106792898A (zh) * 2017-01-16 2017-05-31 北京邮电大学 一种卫星网络中缓解拥塞的路由方法
CN106817763A (zh) * 2015-11-28 2017-06-09 华为技术有限公司 分层网络的注册方法、装置和系统
CN107086888A (zh) * 2017-03-02 2017-08-22 重庆邮电大学 一种双层混合卫星网络优化设计及其覆盖性能评估方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008014520A2 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Qualcomm Incorporated Improvements to a wireless interface to enable communications via a satellite relay
US8189560B1 (en) * 2007-06-01 2012-05-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Retransmission switch box
CN101435863A (zh) * 2008-12-25 2009-05-20 武汉大学 一种导航卫星实时精密定轨的方法
KR20110033555A (ko) * 2009-09-25 2011-03-31 한국해양연구원 다중대역 통신시스템과 방법, 이를 이용한 실시간 해양 물류 위치 추적 방법 및 해양 네트워크
CN102088298A (zh) * 2010-12-24 2011-06-08 中国海底电缆建设有限公司 一种用于海底管线维护的船舶监控与管理系统和方法
WO2016038611A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Liveu Ltd. Methods and systems for managing bonded communications across multiple communication networks
CN104320405A (zh) * 2014-11-06 2015-01-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种适用于星型卫星网络的上网优化方法
CN104601363A (zh) * 2014-12-03 2015-05-06 上海交通大学 一种分轨分域的双层卫星网络系统及管理方法
CN106817763A (zh) * 2015-11-28 2017-06-09 华为技术有限公司 分层网络的注册方法、装置和系统
CN106100720A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 大连大学 Leo/meo卫星网络的路由快速收敛优化方法
CN106792898A (zh) * 2017-01-16 2017-05-31 北京邮电大学 一种卫星网络中缓解拥塞的路由方法
CN107086888A (zh) * 2017-03-02 2017-08-22 重庆邮电大学 一种双层混合卫星网络优化设计及其覆盖性能评估方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107453802B (zh) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110381444B (zh) 一种无人机轨迹优化及资源分配方法
CN107040982B (zh) 一种面向无人机中继网络的用户调度与功率分配联合优化方法
CN106100719B (zh) 基于对地观测任务的小卫星网络高效资源调度方法
CN108075825B (zh) 一种基于sdn的天基信息网络多控制器失效处理方法
CN109257091A (zh) 全局负载均衡星地协同网络组网装置和方法
CN108900237A (zh) 一种多波束卫星通信系统资源分配方法
CN108551398A (zh) 一种用于星间激光通信快速组网的拓扑重构方法
CN101867401A (zh) 一种遮挡躲避的60GHz多天线系统及其信号处理方法
CN109478900A (zh) 用于建筑物穿透的毫米波的再生与转发
CN104469985A (zh) 基于低轨星座的空间信息网络系统
CN114048689A (zh) 基于深度强化学习的多无人机空中充电和任务调度方法
CN106162752A (zh) 适用于空地一体化网络的负载均衡路由方法
CN114915537B (zh) 卫星通信频轨资源分布式协同监测方法
CN111464225A (zh) 基于源路由的卫星路由负载均衡算法
CN105959038A (zh) 一种融合工频通信的电力线载波路径搜索方法
CN106656263A (zh) 一种融合工频通信的电力线载波通信路径搜索方法
CN113099505A (zh) 一种空天地一体化网络路由方法
CN109039660B (zh) Eh分布式基站系统的能量共享和功率分配方法
CN112040498B (zh) 一种基于定点迭代的无线供能传感器网络时间分配方法
CN105281958B (zh) 用于多层卫星网络环境中的卫星覆盖和星间链路分析方法
CN113596854A (zh) 一种自主移动中继辅助的广域覆盖高速传输方法
CN101764639A (zh) 基于五向量数学模型的多层卫星网络稳定分群方法
CN114880046A (zh) 联合卸载决策和带宽分配的低轨卫星边缘计算卸载方法
CN116260507B (zh) 一种双层卫星网络协同分簇方法、系统、设备及存储介质
CN107453802A (zh) 一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant