CN112351463A - 一种卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星通信领域,公开了一种卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法,解决了卫星通信终端在多波束交叉覆盖下准确合理地选择最优波束覆盖网络的通信链路建链的问题,其技术方案要点是包括以下步骤:S1、系统获取所有不同波束覆盖网络的通信质量参数,并列入候选网络集,同时将参数输入一种基于模糊逻辑的分级策略的最优模型设计;S2、系统通过模糊逻辑的分级策略对候选网络的最优模型进行计算,预筛选出高质量的卫星波束网络;S3、系统根据预筛选结果判断是否需要更新候选网络集,不需要更新则根据最优模型推算出QoS模糊值。S4、系统根据QoS模糊值与其他再筛选条件参数进行权重计算得到输出判决值。S5、系统根据判决条件找出最优网络,并通过接入控制设备执行最优网络的切换,从而切换到当前通信质量最优的波束网络,保证上行多波束卫星通信系统中用户终端的通信网络质量。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信领域,特别是涉及一种卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法。
背景技术
海洋是国家可持续发展的重要支撑,近年来,全球海洋竞争日趋激烈,深远海因其环境恶劣又远离陆地的特性,海上工作的正常开展一直受到通信水平的严重制约,深远海应急搜救和打捞等作业的特殊环境,更是对通信保障提出了较高的要求。
为了保证深远海多波束卫星通信组网中上行多波束卫星通信网络间各网络之间实现网络的连续性,这就需要协调网络进行平滑的切换。通常上行多波束卫星通信中涉及的条件参数大多具有模糊性,参数权重一般很难直接确定,传统的模糊逻辑算法构建规则库受模糊条件参数数量影响极大,条件参数增加将直接导致模糊规则数量呈指数倍增,从而限制了规则库的构建,同时增大了系统复杂度。此外,网络具备动态变化的特性也容易引起乒乓效应。为保障上行多波束卫星通信的通信终端在多维空间、多通信方式的融合网络下,能够不间断且准确合理地选择最优质通信链路接入,亟需一种高效的、低复杂度的上行多波束卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换。这将极大提高我国深海作业应急响应能力,保障人民生命财产安全。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供上行多波束卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换,通过对多波束卫星通信的分级策略切换,降低规则库构建难度以及系统的时间开销,从而为多波束卫星通信用户提供不间断的通信网络接入,保障通信质量。
技术方案:本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:上行多波束卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换,包括多波束卫星通信组网下的接入控制设备通信装备,所述多波束卫星通信组网下的接入控制设备通信装备搭载有通信网络判决系统,所述通信网络判决系统包括综合考虑服务端与客户端多重参数的分级判决切换策略,所述多重参数包括预筛选条件参数和再筛选条件参数,所述预筛选条件参数包括RSS、带宽、时延、抖动、丢包率,再筛选条件参数包括网络负载率、网络资费(单位时长费用)。
作为本发明的一种优选方案,提出一种分级策略的模糊逻辑架构设计,包括预筛选模糊逻辑系统和再筛选模糊逻辑系统,所述模糊逻辑系统包括模糊化、模糊推理、去模糊化几个模块。
作为本发明的一种优选方案,所述模糊化是将具有模糊性质的参数信息定量表述为模糊集合的形式,通过隶属度函数可以将模糊集合中的参数值映射为[0,1]区间上的隶属度,参数属于此集合的程度与隶属度值成正比。
作为本发明的一种优选方案,所述模糊推理包括根据条件参数重要性构建的模糊规则库,规则库构建采用IF-THEN形式来表述,该模块将根据构建的规则库进行条件自适应匹配。规则库中的模糊规则可用如下方程式描述:
作为本发明的一种优选方案,所述去模糊化包括将模糊推理计算出的模糊值以重心法转换为明确的输出值,作为最终网络切换选择的依据。
作为本发明的一种优选方案,所述条件参数的模糊逻辑定义为{高,中,低}三个级别,所述条件参数采用梯形隶属函数与三角形隶属函数相结合的形式做映射,所述梯形隶属函数公式表示为:
所述三角形隶属函数公式表示为:
作为本发明的一种优选方案,所述重心法计算得到输出值即为最优接入网络,QoS精确值计算为:
作为本发明的一种优选方案,提出一种卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法,包含以下步骤:
S1、优先加载预筛选条件参数到预筛选模糊逻辑系统,通过规则自适应匹配推算出QoS模糊值;
综上所述,本发明具有以下有益效果:本发明能够利用上述多波束卫星通信组网中基于模糊逻辑的分级策略切换方法,通过对深远海多波束卫星通信组网的分级策略切换,降低模糊规则库的构建难度以及系统的时间开销,从而为深远海用户提供不间断的通信网络接入,保障通信质量。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中深远海多波束卫星通信组网系统模型图;
图2为本发明具体实施方式中模糊逻辑分级策略系统示意图;
图3为本发明具体实施方式中模糊条件参数隶属度函数关系图;
图4为本发明具体实施方式中局部模糊规则库结果示例图;
图5为本发明具体实施方式中基于模糊逻辑的分级切换方法流程图;
图6为本发明具体实施方式中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法步骤图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,能够方便理解深远海环境下的终端设备通过卫星链路接入网络,其内容为用户终端设备在这种复杂的多波束卫星通信网络环境下,通信质量需要通过网络切换加以保障。
本发明提供上行多波束卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换,包括多波束卫星通信组网下的接入控制设备通信装备,所述多波束卫星通信组网下的接入控制设备通信装备搭载有通信网络判决系统,所述通信网络判决系统包括综合考虑服务端与客户端多重参数的分级判决切换策略,所述多重参数包括预筛选条件参数和再筛选条件参数,所述预筛选条件参数包括RSS、带宽、时延、抖动、丢包率,再筛选条件参数包括网络负载率、网络资费(单位时长费用)。
如图2所示,能够清楚地看出本发明设计的一种分级策略的模糊逻辑架构,包括预筛选模糊逻辑系统和再筛选模糊逻辑系统,其中模糊逻辑系统包括模糊化、模糊推理、去模糊化几个模块。
模糊化模块是将具有模糊性质的参数信息定量表述为模糊集合的形式,通过隶属度函数可以将模糊集合中的参数值映射为[0,1]区间上的隶属度,参数属于此集合的程度与隶属度值成正比。
如图3所示,所述条件参数的模糊逻辑定义为{高,中,低}三个级别,对输入模糊条件参数采用梯形隶属函数与三角形隶属函数相结合的形式做映射,所述梯形隶属函数公式表示为:
所述三角形隶属函数公式表示为:
如图4所示,模糊推理模块包括根据条件参数重要性构建的模糊规则库,规则库构建采用IF-THEN形式来表述,该模块将根据构建的规则库进行条件自适应匹配。规则库中的模糊规则可用如下方程式描述:
去模糊化模块包括将模糊推理计算出的模糊值以重心法转换为明确的输出值,作为最终网络切换选择的依据。
重心法计算得到输出值为求得隶属函数曲线与横坐标所围区域的重心,所述计算出的重心即表示最优接入网络,QoS精确值计算为:
如图5所示,提出一种深远海融合网络判决切换方法,包含以下步骤:
S1、优先加载预筛选条件参数到预筛选模糊逻辑系统,通过规则自适应匹配推算出QoS模糊值;
Claims (7)
1.一种卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法,其特征是:
S1、系统获取所有不同波束覆盖网络的通信质量参数,并列入候选网络集,同时将参数输入一种基于模糊逻辑的分级策略的最优模型设计;
S2、系统通过模糊逻辑的分级策略对候选网络的最优模型进行计算,预筛选出高质量的卫星波束网络;
S3、系统根据预筛选结果判断是否需要更新候选网络集,不需要更新则根据最优模型推算出QoS模糊值;
S4、系统根据QoS模糊值与其他再筛选条件参数进行权重计算得到输出判决值;
S5、系统根据判决条件找出最优网络,并通过接入控制设备执行最优网络的切换,从而切换到当前通信质量最优的波束网络,保证上行多波束卫星通信系统中用户终端的通信网络质量。
2.根据权利要求1所述的不同波束覆盖网络的通信质量参数参数包括预筛选条件参数和再筛选条件参数,所述预筛选条件参数包括接收信号强度(Receive-Signal-Strength,RSS)、带宽、时延、抖动、丢包率,再筛选条件参数包括网络负载率、网络资费(单位时长费用)。
3.根据权利要求1所述的一种卫星通信中基于模糊逻辑的分级策略的网络切换方法,其特征是:所述基于模糊逻辑的分级策略的最优模型,包括预筛选模糊逻辑系统和再筛选模糊逻辑系统,模糊逻辑系统包括模糊化、模糊推理、去模糊化几个模块,模糊化是将具有模糊性质的参数信息定量表述为模糊集合的形式,通过隶属度函数可以将模糊集合中的参数值映射为[0,1]区间上的隶属度,参数属于此集合的程度与隶属度值成正比。
5.根据权利要求4所述的种基于模糊逻辑的分级策略的最优模型,其特征是:所述去模糊化包括将模糊推理计算出的模糊值以重心法转换为明确的输出值,作为最终网络切换选择的依据,通信参数的模糊逻辑定义为{高,中,低}三个级别,通信参数采用梯形隶属函数与三角形隶属函数相结合的形式做映射,所述梯形隶属函数公式表示为:
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170118689A1 (en) * | 2014-07-04 | 2017-04-27 | Chongqing University Of Posts And Telecommunications | Method of selection and/or handover for multi radio access technologies in 5g cellular network |
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Non-Patent Citations (1)
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马彬等: "异构无线网络中基于模糊逻辑的分级垂直切换算法", 《电子与信息学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117177322A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-05 | 江苏尚研电力科技有限公司 | 一种电力线载波和无线通信双网络的无缝切换方法 |
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