CN111313960B - 一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法 - Google Patents

一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，具体按照如下步骤实施：计算理论建链执行值，计算各个时隙中建链对实际建链执行值，计算实际建链执行值，将实际建链执行值和理论建链执行值作比值计算星间链路建链执行效果值。本发明的目的是提供一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，实现了对北斗三号星间链路建链执行效果的评估。

Description

一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法
技术领域
本发明属于卫星通讯技术领域，涉及一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法。
背景技术
北斗三号星间链路是一种北斗三号卫星组网，卫星间通信的技术。通过该技术可以实现星座定轨、时间同步、卫星全球化管理等功能。
北斗三号星间链路运行方式为，在前一周对北斗三号星间链路进行规划，生成建链时隙表，时隙用来描述北斗星间链路当前时刻，时隙开始编号为本周北斗时0秒，一个时隙间3秒，根据这个规则可以将当前时隙和当前时间进行换算，将计算结果上注北斗三号星座，北斗三号卫星按照规划好的结果进行建链通信。
北斗三号星间链路执行效果评估是评估实际执行效果和理论规划结果的符合程度。符合程度高，则说明北斗三号星间链路规划和执行效果均良好。符合程度低，则说明规划或者执行出现异常，需要引起北斗三号星间链路管理人员的注意，现有技术中不存在针对北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，实现了对北斗三号星间链路建链执行效果的评估。
本发明所采用的技术方案是，一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1，输入需要进行评估的开始时间sTime和结束时间eTime，将时间差记为Δt；
步骤2，计算开始时间对应的时隙STS、结束时间对应的时隙ETS和时隙列表TSList＝{t1，t2...ts}，任意ti∈TSList表示当前的时隙编号，s表示Δt时间内一共有s个时隙；
步骤3，统计Δt时间内不同建链对列表E＝{e1，e2...em}，m表示出现不同建链对的数量，即在Δt时间内，一共出现了m条不同建链对；
步骤4，统计Δt时间内各个建链对出现的次数列表Count＝{c1，c2...cm}，对于任意ci∈Count表示第i个建链对出现了ci次，m表示出现不同建链对的数量；
步骤5，计算Δt时间之内，各个建链对的重要程度列表P＝{p1，p2...pm}；
步骤6，计算理论建链执行值
Figure BDA0002388352560000025
步骤7，统计每个时隙中出现的建链对列表L＝{l1，l2，...ls}，对于任意li∈L，表示在第i个时隙时出现的建链对集合，该时隙出现的建链对集合可以表示为
Figure BDA0002388352560000021
其中
Figure BDA0002388352560000022
表示第i个时隙出现的第j个建链对，其中任意
Figure BDA0002388352560000023
E为Δt时间内不同建链对列表，x表示该时隙一共有x个建链对；
步骤8，构造建链对重要性计算函数g(e)；
步骤9，构造建链对信息通信质量函数f(e)；
步骤10，计算各个时隙中建链对实际建链执行值，Q＝{q1，q2...qs}；对于任意一个时隙，其实际建链执行值
Figure BDA0002388352560000024
其中i表示第i个时隙，k表示第i个时隙中第k个建链对，x表示第i个时隙一共有x 个建链对，
Figure BDA0002388352560000031
表示第i个时隙第k个建链对的信息传输质量，
Figure BDA0002388352560000032
表示第 i个时隙第k个建链对的重要程度；
步骤11，计算实际建链执行值
Figure BDA0002388352560000033
步骤12，计算星间链路建链执行效果值：
Figure BDA0002388352560000034
本发明的特征还在于，
步骤2具体为：将步骤1中输入的时间转化为北斗周计数和周内秒，将周内秒除以3向下取整后，则得到该输入时间对应的时隙；以开始时隙作为第一个元素，结束时隙作为最后一个元素，顺序填充，则得到了时隙列表。
步骤3中的建链对表示为(sourceNode，targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据。
步骤5中各个建链对的重要程度P＝{p1，p2...pm}的计算方法为：对于建链对ei，在Δt时间之内出现的次数为ci，则其重要程度
Figure BDA0002388352560000035
即该建链对出现的次数除以所有建链对出现的总次数。
步骤8中建链对重要性计算函数g(e)的具体方法为：步骤3中的任意建链e对表示为(sourceNode，targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和 targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据，根据步骤5计算出每个不同建链对的重要性列表P，则g(e)＝pi，其中，e＝ei，即对于一个建链对e，如果和建链对列表中第i个建链对建链情况一样，则该建链对的重要性为pi，即建链对中第i个建链对的重要性。
步骤9中构造建链对信息通信质量函数f(e)的具体方法为，步骤3中的任意建链e对表示为(sourceNode，targetNode)，表示北斗三号星间链路节点 sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据，同时收到该建链对的载噪比为z，以及载噪比的两个门限值，捕获门限z1和通信门限z2，根据载噪比z、捕获门限z1和通信门限z2计算得出f(e)。
任意建链对的信息传输质量计算方法f(e)为：
步骤9.1，获取该建链对的目标节点targetNode；
步骤9.2，获取该建链对目标节点载噪比捕获门限z1；
步骤9.3，获取该建链对目标节点载噪比的通信门限z2；
步骤9.4，从卫星遥测参数中解析获取该建链对目标节点实际载噪比z；
步骤9.5，计算该建链对信息传输质量f(e)为：
Figure BDA0002388352560000041
本发明的有益效果是：
本发明通过将理论建链执行值和实际建链执行值做比值，对北斗三号星间链路建链执行效果进行量化评价，对北斗三号星间链路建链执行效果评估方法提供了依据。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1，输入需要进行评估的开始时间sTime和结束时间eTime，将时间差记为Δt；
步骤2，计算开始时间对应的时隙STS、结束时间对应的时隙ETS和时隙列表TSList＝{t1，t2...ts}，任意ti∈TSList表示当前的时隙编号，s表示Δt时间内一共有s个时隙；
步骤3，统计Δt时间内不同建链对列表E＝{e1，e2...em}，m表示出现不同建链对的数量，即在Δt时间内，一共出现了m条不同建链对；
步骤4，统计Δt时间内各个建链对出现的次数列表Count＝{c1，c2...cm}，对于任意ci∈Count表示第i个建链对出现了ci次，m表示出现不同建链对的数量；
步骤5，计算Δt时间之内，各个建链对的重要程度列表P＝{p1，p2...pm}；
步骤6，计算理论建链执行值
Figure BDA0002388352560000051
步骤7，统计每个时隙中出现的建链对列表L＝{l1，l2，...ls}，对于任意li∈L，表示在第i个时隙时出现的建链对集合，该时隙出现的建链对集合可以表示为
Figure BDA0002388352560000052
其中
Figure BDA0002388352560000053
表示第i个时隙出现的第j个建链对，其中任意
Figure BDA0002388352560000054
E为Δt时间内不同建链对列表，x表示该时隙一共有x个建链对；
步骤8，构造建链对重要性计算函数g(e)；
步骤9，构造建链对信息通信质量函数f(e)；
步骤10，计算各个时隙中建链对实际建链执行值，Q＝{q1，q2…qs}；对于任意一个时隙，其实际建链执行值
Figure BDA0002388352560000055
其中i表示第i个时隙，k表示第i个时隙中第k个建链对，x表示第i个时隙一共有x 个建链对，
Figure BDA0002388352560000056
表示第i个时隙第k个建链对的信息传输质量，
Figure BDA0002388352560000057
表示第 i个时隙第k个建链对的重要程度；
步骤11，计算实际建链执行值
Figure BDA0002388352560000061
步骤12，计算星间链路建链执行效果值：
Figure BDA0002388352560000062
步骤2具体为：将步骤1中输入的时间转化为北斗周计数和周内秒，将周内秒除以3向下取整后，则得到该输入时间对应的时隙；以开始时隙作为第一个元素，结束时隙作为最后一个元素，顺序填充，则得到了时隙列表，例如输入开始时间为北斗周730周，北斗秒38093秒，结束时间北斗周730 周，北斗秒49807秒，则开始时隙为第12697个时隙。结束时隙为第16602 个时隙。时隙列表为{12697，12698...16602}。
步骤3中的建链对表示为(sourceNode，targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据。
步骤5中各个建链对的重要程度P＝{p1，p2…pm}的计算方法为：对于建链对ei，在Δt时间之内出现的次数为ci，则其重要程度
Figure BDA0002388352560000063
即该建链对出现的次数除以所有建链对出现的总次数。
步骤8中建链对重要性计算函数g(e)的具体方法为：步骤3中的任意建链e对表示为(sourceNode，targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和 targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据，根据步骤5计算出每个不同建链对的重要性列表P，则g(e)＝pi，其中，e＝ei，即对于一个建链对e，如果和建链对列表中第i个建链对建链情况一样，则该建链对的重要性为pi，即建链对中第i个建链对的重要性。
步骤9中构造建链对信息通信质量函数f(e)的具体方法为，步骤3中的任意建链e对表示为(sourceNode，targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据，同时收到该建链对的载噪比为z，以及载噪比的两个门限值，捕获门限z1和通信门限z2，根据载噪比z、捕获门限z1和通信门限z2计算得出f(e)。
其中，载噪比为卫星载波信号和噪声信号的比值，载噪比有两个门限值，捕获门限和通信门限，当接收信号的载噪比低于捕获门限，则不能获得测距信息；当接收信号的载噪比高于捕获门限而低于通信门限，则能获得测距信息，但通信存在误码；当接收信号载噪比高于通信门限，则通信和测距均有效北斗三号，星间链路每个卫星节点都有各自的捕获门限和通信门限，这些门限值作为配置文件形式给出。
任意建链对的信息传输质量计算方法f(e)为：
步骤9.1，获取该建链对的目标节点targetNode；
步骤9.2，获取该建链对目标节点载噪比捕获门限z1；
步骤9.3，获取该建链对目标节点载噪比的通信门限z2；
步骤9.4，从卫星遥测参数中解析获取该建链对目标节点实际载噪比z；
步骤9.5，计算该建链对信息传输质量f(e)为：
Figure BDA0002388352560000071

Claims (7)

1.一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：
步骤1，输入需要进行评估的开始时间sTime和结束时间eTime，将时间差记为Δt；
步骤2，计算开始时间对应的时隙STS、结束时间对应的时隙ETS和时隙列表TSList＝{t1,t2...ts}，任意ti∈TSList表示当前的时隙编号，s表示Δt时间内一共有s个时隙；
步骤3，统计Δt时间内不同建链对列表E＝{e1,e2...em}，m表示出现不同建链对的数量，即在Δt时间内，一共出现了m条不同建链对；
步骤4，统计Δt时间内各个建链对出现的次数列表Count＝{c1,c2...cm}，对于任意ci∈Count表示第i个建链对出现了ci次，m表示出现不同建链对的数量；
步骤5，计算Δt时间之内，各个建链对的重要程度列表P＝{p1,p2...pm}；
步骤6，计算理论建链执行值
Figure FDA0002388352550000011
步骤7，统计每个时隙中出现的建链对列表L＝{l1,l2,...ls}，对于任意li∈L，表示在第i个时隙时出现的建链对集合，该时隙出现的建链对集合可以表示为
Figure FDA0002388352550000012
其中
Figure FDA0002388352550000013
表示第i个时隙出现的第j个建链对，其中任意
Figure FDA0002388352550000014
E为Δt时间内不同建链对列表，x表示该时隙一共有x个建链对；
步骤8，构造建链对重要性计算函数g(e)；
步骤9，构造建链对信息通信质量函数f(e)；
步骤10，计算各个时隙中建链对实际建链执行值，Q＝{q1,q2...qs}；对于任意一个时隙，其实际建链执行值
Figure FDA0002388352550000021
其中i表示第i个时隙，k表示第i个时隙中第k个建链对，x表示第i个时隙一共有x个建链对，
Figure FDA0002388352550000022
表示第i个时隙第k个建链对的信息传输质量，
Figure FDA0002388352550000023
表示第i个时隙第k个建链对的重要程度；
步骤11，计算实际建链执行值
Figure FDA0002388352550000024
步骤12，计算星间链路建链执行效果值：
Figure FDA0002388352550000025
2.根据权利要求1所述的一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将步骤1中输入的时间转化为北斗周计数和周内秒，将周内秒除以3向下取整后，则得到该输入时间对应的时隙；以开始时隙作为第一个元素，结束时隙作为最后一个元素，顺序填充，则得到了时隙列表。
3.根据权利要求1所述的一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，所述步骤3中的建链对表示为(sourceNode,targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据。
4.根据权利要求1所述的一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，所述步骤5中各个建链对的重要程度P＝{p1,p2...pm}的计算方法为：对于建链对ei，在Δt时间之内出现的次数为ci，则其重要程度
Figure FDA0002388352550000026
即该建链对出现的次数除以所有建链对出现的总次数。
5.根据权利要求1所述的一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，所述步骤8中建链对重要性计算函数g(e)的具体方法为：步骤3中的任意建链e对表示为(sourceNode,targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据，根据步骤5计算出每个不同建链对的重要性列表P，则g(e)＝pi，其中，e＝ei，即对于一个建链对e，如果和建链对列表中第i个建链对建链情况一样，则该建链对的重要性为pi，即建链对中第i个建链对的重要性。
6.根据权利要求1所述的一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，所述步骤9中构造建链对信息通信质量函数f(e)的具体方法为，步骤3中的任意建链e对表示为(sourceNode,targetNode)，表示北斗三号星间链路节点sourceNode和targetNode建立连接并接受targetNode发送的数据，同时收到该建链对的载噪比为z，以及载噪比的两个门限值，捕获门限z1和通信门限z2，根据载噪比z、捕获门限z1和通信门限z2计算得出f(e)。
7.根据权利要求6所述的一种北斗三号星间链路建链执行效果的评估方法，其特征在于，任意建链对的信息传输质量计算方法f(e)为：
步骤9.1，获取该建链对的目标节点targetNode；
步骤9.2，获取该建链对目标节点载噪比捕获门限z1；
步骤9.3，获取该建链对目标节点载噪比的通信门限z2；
步骤9.4，从卫星遥测参数中解析获取该建链对目标节点实际载噪比z；
步骤9.5，计算该建链对信息传输质量f(e)为：
Figure FDA0002388352550000031
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