CN114285455A - 基于核心网的卫星节能控制方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于核心网的卫星节能控制方法、系统、装置及存储介质，包括：获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元；根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态；当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑；根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。本发明实施例能够根据全局确定卫星的节能模式，不影响通信质量，可广泛应用于卫星通信技术领域。

Description

基于核心网的卫星节能控制方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种基于核心网的卫星节能控制方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

随着“5G+低轨卫星＝6G”的提出，世界各国企业和机构开始了5G移动网络和卫星通信结合的研究，但是卫星如果作为移动通信一部分，则需要为世界的很多用户提供通信服务，随着用户量和无线接入增多，卫星的能源供应问题也不能忽视。通常卫星的能源来源都是太阳能，卫星上网络设备的能源问题比地面网络的更加严峻，除了增加卫星的太阳能供应外，还可以从节能方面缓解卫星上的能源问题。

相关技术中，通过卫星自主决策是否进入节能模式，卫星自主决策会造成部分区域信号中断，从而影响用户的通信。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种基于核心网的卫星节能控制方法、系统、装置及存储介质，能够根据全局确定卫星的节能模式，不影响通信质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制方法，包括以下步骤：

获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元；

根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态；

当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑；

根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。

可选地，所述根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态，具体包括：

根据所述卫星的能源数据判断所述卫星的能源是否在第一预设阈值之上；

当所述卫星的能源在第一预设阈值之上，根据所述负载数据确定所述卫星的负载率并根据所述卫星标识数据确定所述卫星所在区域的用户密集度；

当所述负载率及所述用户密集度均超过预设值，所述卫星不适合进入节能状态；

否则，所述卫星适合进入节能状态。

可选地，所述根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑，具体包括：

根据所述卫星的卫星标识数据确定所述卫星的卫星拓扑；

根据所述卫星拓扑及所述卫星拓扑中每个卫星的运行状态数据确定节能卫星拓扑。

可选地，所述根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，具体包括：

根据所述节能卫星拓扑及所述节能卫星拓扑中各卫星区域的负载率确定可进入节能状态的卫星；

根据所述可进入节能状态的卫星的拓扑确定对应的节能等级。

可选地，所述下发节能指令，具体包括：

向所述接入管理网元下发节能指令，以使所述接入管理网元向所述卫星下发所述节能指令；

接收所述接入管理网元发送的节能应答，所述节能应答以所述卫星发送给所述接入管理网元。

可选地，所述方法还包括：

根据所述卫星的能源数据判断所述卫星的能源是否在第二预设阈值之上；

当所述卫星的能源在第二预设阈值之上，根据所述卫星的周边卫星的负载数据判断所述卫星是否适合退出节能状态；

当所述卫星适合退出节能状态，下发退出节能状态指令。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制系统，包括：

第一单元，用于获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元；

第二单元，用于根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态；

第三单元，用于当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑；

第四单元，用于根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。

第三方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制系统，包括卫星、接入管理网元及节能管理网元；其中，

所述卫星，用于上报卫星信息给所述接入管理网元，接收并执行所述接入管理网元发送的指令；

所述接入管理网元，用于所述卫星及所述节能管理网元之间的数据转发；

所述节能管理网元，用于实现上述的方法。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先通过负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据等卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态，当卫星适合进入节能状态，再根据卫星标识数据确定节能卫星拓扑，最后根据节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令；不同卫星的卫星信息通过接入管理网元传输并收集，再根据收集的卫星信息进行全局判断以确定进入节能状态的卫星和对应的节能等级，不会对通信质量造成影响；另外卫星的卫星信息通过接入管理网元进行传输并收集，无需另外建立其它的通信信道，延迟少。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于核心网的卫星节能控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于核心网的卫星节能控制方法的步骤流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种形成节能卫星拓扑的步骤流程示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种基于核心网的卫星节能控制系统的结构框图；

图5是本发明实施例提供的一种基于核心网的卫星节能控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

参阅图1，卫星节能控制系统中，卫星通过地面信号接收站与接入管理网元进行通信，卫星定时上传自身的负载、状态、能源情况、当前用户量和位置等数据给接入管理网元。接入管理网元通过卫星当前所在的区域和卫星其他标识把卫星上传的数据转发给节能管理网元卫星标识包括卫星运营商标识或卫星所属网络标识等。节能管理网元收到该卫星上传的数据后，节能管理网元通过综合其他卫星数据，并由节能算法计算出该卫星是否需要从正常状态进入对应等级的节能状态或者是否让该卫星从节能状态恢复到正常状态，然后向卫星下发指令，如果卫星状态不需要改变，则不需要下发节能指示。如有必要，可以跟其他节能管理网元交互数据或者节能计算结果；另外，不同等级的节能状态通过不同方式减少卫星能耗实现。

如图2所示，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制方法，该控制方法应用于节能管理网元，包括以下步骤：

S100、获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元。

具体地，负载数据包括卫星当前负载程度比率，运行状态数据包括卫星当前是处于什么节能等级状态或者是正常态，能源数据包括卫星当前存储的能源比率、每分钟损耗比率和每分钟能源转换比率等，卫星标识数据包括当前用户量是卫星上当前用户的数量、卫星当前所在的位置、卫星运营商标识、卫星所属网络标识等。

需要说明的是，接入管理网元收到卫星上报的节能相关数据后，根据卫星当前所在的位置、卫星运营商标识或者卫星型号和其他标识找到合适的节能管理网元，或者由卫星上报节能相关数据消息中携带指定为其服务的节能网元。合适的节能管理网元指离卫星距离最近且支持该卫星的运营商节能网元，其中，不同节能网元可能支持某一型号的卫星，所以连接支持自身型号的卫星。

S200、根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态。

可选地，所述根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态，具体包括：

S210、根据所述卫星的能源数据判断所述卫星的能源是否在第一预设阈值之上；

S220、当所述卫星的能源在第一预设阈值之上，根据所述负载数据确定所述卫星的负载率并根据所述卫星标识数据确定所述卫星所在区域的用户密集度；

S230、当所述负载率及所述用户密集度均超过预设值，所述卫星不适合进入节能状态；

S240、否则，所述卫星适合进入节能状态。

需要说明的是，第一预设阈值指卫星运行所需的最低能源值，第一预设阈值根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。当卫星的能源在第一预设阈值之下，表明卫星已经在最低能源以下，需要强制进入节能状态；当卫星的能源在第一预设阈值之上，表明卫星可以正常运行，不需要强制进入节能状态。

本领域技术人员可以理解的是，负载率及用户密集度的预设值根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。当负载率及用户密集度均超过预设值，表明当前卫星的用户数量多，周边卫星的负载均不低，无法接受大量其它卫星的用户，为保证通信质量，卫星不适合进入节能状态；当负载率或用户密集度未超过预设值，表明当前用户数量不多或周边卫星负载还有剩余量，部分卫星可进入节能状态。

S300、当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑。

可选地，所述根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑，具体包括：

S310、根据所述卫星的卫星标识数据确定所述卫星的卫星拓扑；

S320、根据所述卫星拓扑及所述卫星拓扑中每个卫星的运行状态数据确定节能卫星拓扑。

具体地，根据卫星的位置数据确定全局卫星的卫星拓扑，再根据卫星的正常状态或节能状态从卫星拓扑中确定节能卫星拓扑。

S400、根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。

可选地，所述根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，具体包括：

S410、根据所述节能卫星拓扑及所述节能卫星拓扑中各卫星区域的负载率确定可进入节能状态的卫星；

S420、根据所述可进入节能状态的卫星的拓扑确定对应的节能等级。

具体地，节能卫星拓扑确定后，进一步根据负载率确定进入节能状态的卫星以及对应的节能等级，节能等级根据卫星开启功能的多少进行分级，具体分级的级数需要根据实际确定，本实施例不做具体限制。

可选地，所述下发节能指令，具体包括：

S430、向所述接入管理网元下发节能指令，以使所述接入管理网元向所述卫星下发所述节能指令；

S440、接收所述接入管理网元发送的节能应答，所述节能应答以所述卫星发送给所述接入管理网元。

需要说明的是，节能管理网元下发的指令，需要通过接入管理网元中转；即卫星将指令发送给接入管理网元，接入管理网元再将指令发送给卫星。

参阅图3，判断卫星是否适合进入节能状态包括以下步骤：

步骤1、对卫星当前的能源情况进行判断：如果该卫星当前的能源不够，则让其进入节能状态以存蓄足够的能源；如果能源充足，进入下一判断。

步骤2、根据该卫星上的用户、负载和所处区域进行判断：如果该卫星上用户较多、负载高和所处区域为用户密集区域，则不适合进入节能状态；如果判断适合进入节能状态，则进入下一步判断。

步骤3、对该卫星周边卫星的上述数据进行分析，形成一个可节能卫星拓扑：根据某个区域或者全球卫星上报的位置形成一个卫星当前位置拓扑，然后根据每个卫星的状态(正常态或节能态)在卫星位置拓扑上标出对应卫星的状态，形成一个可节能卫星拓扑。

步骤4、通过拓扑算出应该哪些卫星进入节能状态最好，或者进入哪种节能状态。其中，哪种节能状态可以理解为一个等级，就是关掉功能的多少，比如关掉所有与终端的无线信号或者关掉部分无线波束，或者连卫星之间激光通信功能也关掉。评判标准：关掉该卫星不会对该区域的用户信号和用户通信质量造成影响，可以保证该区域所有用户通信。比如一个卫星如果节能，不会减少地面信号覆盖和附近卫星或者同一轨道卫星能够保证该区域用户的通信质量，则可以关掉；如果同时几个都可以节能，比如三个，则通过算法进行综合决策，让哪一个或两个进入节能，哪一个或两个不节能，可以保证该区域的信号和用户通信。

不在步骤2直接进入节能，而在步骤4才决策对应卫星是否适合进入节能的原因是防止某片区域的卫星都进入了节能状态，该区域将没有卫星为终端提供通信服务，为了保证该区域的通信，必须有一部分卫星不能进入节能状态。当计算出该卫星进入节能状态对地面终端通信影响最少后，则下发该卫星节能指示。影响最少，指该卫星进入节能状态不会影响该区域的卫星信号和通信质量。

可选地，所述方法还包括：

S510、根据所述卫星的能源数据判断所述卫星的能源是否在第二预设阈值之上；

S520、当所述卫星的能源在第二预设阈值之上，根据所述卫星的周边卫星的负载数据判断所述卫星是否适合退出节能状态；

S530、当所述卫星适合退出节能状态，下发退出节能状态指令。

需要说明的是，第二预设阈值指卫星的一个低电量状态，第二预设阈值根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。

本领域技术人员可以理解的是，当卫星的能源充足，且周边卫星的负载及用户较多时，为了提高通信质量，在适当的时间，可以控制卫星退出节能状态，并恢复正常状态。

具体地，步骤1、根据该卫星当前能源情况判断是否应该保持节能状态，如果不适合继续保持节能状态，则进入下一级判断。当能源过低，比如能源低于20％，则需要继续保持节能状态，否则可以考虑退出节能状态。步骤2、分析该卫星周边卫星的数据，如果周边卫星的用户和负载较高，并且在用户密集区域，则该卫星不适合继续维持节能状态，应该恢复正常状态，为周边卫星减轻通信压力。如果卫星需要退出节能状态，则节能管理网元向卫星下发节能指示，指示其退出节能状态。

实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先通过负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据等卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态，当卫星适合进入节能状态，再根据卫星标识数据确定节能卫星拓扑，最后根据节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令；不同卫星的卫星信息通过接入管理网元传输并收集，再根据收集的卫星信息进行全局判断以确定进入节能状态的卫星和对应的节能等级，不会对通信质量造成影响；另外卫星的卫星信息通过接入管理网元进行传输并收集，无需另外建立其它的通信信道，延迟少。

如图4所示，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制系统，包括：

第一单元，用于获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元；

第二单元，用于根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态；

第三单元，用于当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑；

第四单元，用于根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图5所示，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法步骤。

可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述的方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

参阅图1，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星节能控制系统，包括卫星、接入管理网元及节能管理网元；其中，

所述卫星，用于上报卫星信息给所述接入管理网元，接收并执行所述接入管理网元发送的指令；

所述接入管理网元，用于所述卫星及所述节能管理网元之间的数据转发；

所述节能管理网元，用于实现上述的方法。

具体地，节能管理网元位于核心网，节能管理网元与接入网络网元连接。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于核心网的卫星节能控制方法，其特征在于，包括：

获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元；

根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态；

当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑；

根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态，具体包括：

根据所述卫星的能源数据判断所述卫星的能源是否在第一预设阈值之上；

当所述卫星的能源在第一预设阈值之上，根据所述负载数据确定所述卫星的负载率并根据所述卫星标识数据确定所述卫星所在区域的用户密集度；

当所述负载率及所述用户密集度均超过预设值，所述卫星不适合进入节能状态；

否则，所述卫星适合进入节能状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑，具体包括：

根据所述卫星的卫星标识数据确定所述卫星的卫星拓扑；

根据所述卫星拓扑及所述卫星拓扑中每个卫星的运行状态数据确定节能卫星拓扑。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，具体包括：

根据所述节能卫星拓扑及所述节能卫星拓扑中各卫星区域的负载率确定可进入节能状态的卫星；

根据所述可进入节能状态的卫星的拓扑确定对应的节能等级。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下发节能指令，具体包括：

向所述接入管理网元下发节能指令，以使所述接入管理网元向所述卫星下发所述节能指令；

接收所述接入管理网元发送的节能应答，所述节能应答以所述卫星发送给所述接入管理网元。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述卫星的能源数据判断所述卫星的能源是否在第二预设阈值之上；

当所述卫星的能源在第二预设阈值之上，根据所述卫星的周边卫星的负载数据判断所述卫星是否适合退出节能状态；

当所述卫星适合退出节能状态，下发退出节能状态指令。

7.一种基于核心网的卫星节能控制系统，其特征在于，包括：

第一单元，用于获取接入管理网元发送的卫星信息，所述卫星信息包括负载数据、运行状态数据、能源数据及卫星标识数据；所述卫星信息由卫星上报给所述接入管理网元；

第二单元，用于根据所述卫星信息判断卫星是否适合进入节能状态；

第三单元，用于当所述卫星适合进入节能状态，根据所述卫星的卫星标识数据确定节能卫星拓扑；

第四单元，用于根据所述节能卫星拓扑确定进入节能状态的卫星及对应的节能等级，并下发节能指令。

8.一种基于核心网的卫星节能控制装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

9.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一项所述的方法。

10.一种基于核心网的卫星节能控制系统，其特征在于，包括卫星、接入管理网元及节能管理网元；其中，

所述卫星，用于上报卫星信息给所述接入管理网元，接收并执行所述接入管理网元发送的指令；

所述接入管理网元，用于所述卫星及所述节能管理网元之间的数据转发；

所述节能管理网元，用于实现权利要求1-6任一项所述的方法。

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