接入卫星的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种接入卫星的确定方法及装置，该方法包括：基于待接入卫星的历史能量状态参数，确定当前时隙每个待接入卫星的能量状态参数；确定当前时隙接入每个待接入卫星的用户设备的状态转移参数；根据待接入卫星的能量状态参数和用户设备的状态转移参数确定待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况；根据状态转移分布情况构建决策模型，以根据决策模型确定待接入卫星中用于接入当前用户设备的目标接入卫星。该方法确定的目标接入卫星可以实现卫星系统网络容量最优，也能实现卫星系统的能量最优。确定的目标接入卫星能耗较小，延长了卫星系统的使用寿命，缓解了通过现有的卫星接入策略所确定的卫星系统能耗较大及使用寿命短的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
接入卫星的确定方法及装置
本专利技术涉及卫星通信
，尤其是涉及一种接入卫星的确定方法及装置。
技术介绍
随着全球经济和信息交流的迅猛发展，对通信的高效性、机动性、多样性提出了更迫切的要求，这使得通信技术得到了长足的进步，光依靠地面蜂窝网络还不能满足社会发展的需求，卫星通信网络与地面移动通信网络相互结合，将成为未来个人通信系统的重要组成部分。在一些重要领域，如空间通信、航空通信、海事通信、军事通信、应急支援、搜救、导航定位、气象以及遥测遥感等，卫星通信是其它通信方式无法替代的。根据提供服务的卫星所在的轨道高度，卫星通信系统可分为静止轨道卫星通信系统和非静止轨道卫星通信系统，其中非静止轨道卫星通信系统又可分为中轨卫星通信系统和低轨卫星通信系统。接入控制属于无线资源管理的范畴。无线资源管理技术是包括低轨道(简称LEO)卫星通信系统在内的无线移动通信系统中的关键技术之一，它直接关系到系统的用户服务质量和性能。具体来说卫星系统的接入策略取决于卫星的位置，卫星的天线辐射范围，卫星的能耗，用户接入优先级等众多状态信息。有效的卫星接入策略所确定的接入卫星能够保障多卫星系统的良好运行，以及使用户获得良好的服务质量。现有的多卫星接入策略主要考虑了卫星的位置，以及天线的辐射范围，实现了系统网络容量的最优。众所周知，卫星的寿命主要取决于能量的供应。目前，卫星除了发射前自带部分存储电能外，其工作的能量主要是依靠太阳能帆板接收到的太阳能转化为电能。由于空间环境的复杂性，每一时刻太阳能转化为电能是不均匀的，而且对于接入卫星的用户设备来说，清楚的知道每一时刻每一颗可接入卫星的能量情况也是不现实的。现有技术中的卫星接入策略所确定的接入卫星能够实现卫星系统网络容量最优，但无法实现卫星系统的能量最优，确定的卫星系统能耗较大，使用寿命较短。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种接入卫星的确定方法及装置，以缓解现有技术中的卫星接入策略所确定的卫星系统能耗较大以及使用寿命较短的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种接入卫星的确定方法，包括：基于待接入卫星的历史能量状态参数，确定当前时隙每个所述待接入卫星的能量状态参数，其中，所述能量状态参数用于表征在所述当前时隙所述待接入卫星的能量状态的转移情况，所述待接入卫星的数量为多个；确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，所述用户设备的状态转移参数用于确定接入所述待接入卫星的用户设备的变化情况；根据所述待接入卫星的能量状态参数和所述用户设备的状态转移参数确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况，其中，所述状态转移分布情况用于反映预设时间段内，每个所述待接入卫星的能量状态参数为各种预设能量状态参数的概率，并反映所述预设时间段内所述状态转移参数为各种预设状态转移参数的概率，所述预设时间段为从所述当前时隙到所述当前时隙的下一时隙的时间段；根据所述状态转移分布情况构建决策模型，以根据所述决策模型确定所述待接入卫星中用于接入当前用户设备的目标接入卫星。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，基于待接入卫星的历史能量状态参数，确定当前时隙每个所述待接入卫星的能量状态参数包括：通过第一公式计算每个所述待接入卫星在所述当前时隙的剩余能量；其中，表示每个所述待接入卫星在所述当前时隙的剩余能量，表示每个所述待接入卫星在所述当前时隙的上一时隙的剩余能量，表示每个所述待接入卫星在所述上一时隙获取到的能量，表示每个所述待接入卫星在所述上一时隙消耗的能量，Emax表示每个所述待接入卫星能够存储的最大能量；按照预设步长对所述当前时隙的剩余能量进行离散化处理，离散化处理之后得到每个所述待接入卫星的能量状态参数ψk(j/i)，其中，i表示在所述上一时隙t-1，待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级，j表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数包括：通过第一状态转移函数计算公式计算所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，λ表示到达率，μ表示离开率，m表示在所述当前时隙的上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数，n表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的用户设备个数，m≤UM-1表示在所述上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数未达到最大接入容量。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数还包括：通过第二状态转移函数计算公式计算所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，λ表示到达率，μ表示离开率，m表示在所述当前时隙的上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数，n表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的用户设备个数，m＝UM表示在所述上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数已达到最大接入容量。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据所述待接入卫星的能量状态参数和所述用户设备的状态转移参数确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况包括：根据状态转移公式确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况，其中，m表示在所述当前时隙的上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数，n表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的用户设备个数，i表示在所述上一时隙t-1，所述待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级，j表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级，表示所述待接入卫星k的能量状态参数，ψk(j/i,A)表示接入所述待接入卫星k的用户设备的状态转移参数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据所述状态转移分布情况构建决策模型包括：确定每个所述待接入卫星的收益函数，其中，所述收益函数表示所述用户设备在接入所述待接入卫星之后，计算得到的效用值；基于马尔科夫决策模型确定所述卫星系统的信仰转移概率，其中，所述信仰转移概率用于表征所述历史能量状态参数和真实能量状态参数的概率；基于每个所述待接入卫星的收益函数和所述卫星系统的信仰转移概率，确定所述卫星系统的期望收益模型；使用所述状态转移分布情况，对所述期望收益模型进行转换，转换之后得到所述决策模型。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，基于每个所述待接入卫星的收益函数和所述卫星系统的信仰转移概率，确定所述卫星系统的期望收益包括：通过公式计算所述期望收益，其中，VII(S/S0)表示所述期望收益，Rt(St,II(St))表示在所述当前时隙t所述卫星系统的收益函数，ω(St)表示在所述当前时隙t所述卫星系统的信仰转移概率，γ表示衰减系数，S0表示所述卫星系统的初始状态，t表示时间。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，使用所述状态转移分布情况，对所述期望收益模型进行转换，转换之后得到所述决策模型包括：通过所述状态转移分布情况，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接入卫星的确定方法，其特征在于，包括：基于待接入卫星的历史能量状态参数，确定当前时隙每个所述待接入卫星的能量状态参数，其中，所述能量状态参数用于表征在所述当前时隙所述待接入卫星的能量状态的转移情况，所述待接入卫星的数量为多个；确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，所述用户设备的状态转移参数用于确定接入所述待接入卫星的用户设备的变化情况；根据所述待接入卫星的能量状态参数和所述用户设备的状态转移参数确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况，其中，所述状态转移分布情况用于反映预设时间段内，每个所述待接入卫星的能量状态参数为各种预设能量状态参数的概率，并反映所述预设时间段内所述状态转移参数为各种预设状态转移参数的概率，所述预设时间段为从所述当前时隙到所述当前时隙的下一时隙的时间段；根据所述状态转移分布情况构建决策模型，以根据所述决策模型确定所述待接入卫星中用于接入当前用户设备的目标接入卫星。

【技术特征摘要】
1.一种接入卫星的确定方法，其特征在于，包括：基于待接入卫星的历史能量状态参数，确定当前时隙每个所述待接入卫星的能量状态参数，其中，所述能量状态参数用于表征在所述当前时隙所述待接入卫星的能量状态的转移情况，所述待接入卫星的数量为多个；确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，所述用户设备的状态转移参数用于确定接入所述待接入卫星的用户设备的变化情况；根据所述待接入卫星的能量状态参数和所述用户设备的状态转移参数确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况，其中，所述状态转移分布情况用于反映预设时间段内，每个所述待接入卫星的能量状态参数为各种预设能量状态参数的概率，并反映所述预设时间段内所述状态转移参数为各种预设状态转移参数的概率，所述预设时间段为从所述当前时隙到所述当前时隙的下一时隙的时间段；根据所述状态转移分布情况构建决策模型，以根据所述决策模型确定所述待接入卫星中用于接入当前用户设备的目标接入卫星。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于待接入卫星的历史能量状态参数，确定当前时隙每个所述待接入卫星的能量状态参数包括：通过第一公式计算每个所述待接入卫星在所述当前时隙的剩余能量；其中，表示每个所述待接入卫星在所述当前时隙的剩余能量，表示每个所述待接入卫星在所述当前时隙的上一时隙的剩余能量，表示每个所述待接入卫星在所述上一时隙获取到的能量，表示每个所述待接入卫星在所述上一时隙消耗的能量，Emax表示每个所述待接入卫星能够存储的最大能量；按照预设步长对所述当前时隙的剩余能量进行离散化处理，离散化处理之后得到每个所述待接入卫星的能量状态参数ψk(j/i)，其中，i表示在所述上一时隙t-1，待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级，j表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数包括：通过第一状态转移函数计算公式计算所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，λ表示到达率，μ表示离开率，m表示在所述当前时隙的上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数，n表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的用户设备个数，m≤UM-1表示在所述上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数未达到最大接入容量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数还包括：通过第二状态转移函数计算公式计算所述当前时隙接入每个所述待接入卫星的用户设备的状态转移参数，其中，λ表示到达率，μ表示离开率，m表示在所述当前时隙的上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数，n表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的用户设备个数，m＝UM表示在所述上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数已达到最大接入容量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述待接入卫星的能量状态参数和所述用户设备的状态转移参数确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况包括：根据状态转移公式确定所述待接入卫星组成的卫星系统的状态转移分布情况，其中，m表示在所述当前时隙的上一时隙t-1，所述待接入卫星k的用户设备个数，n表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的用户设备个数，i表示在所述上一时隙t-1，所述待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级，j表示在所述当前时隙t，所述待接入卫星k的能量状态参数所指示的能量等级，表示所述待接入卫星k的能量状态参数，ψk(j/i,A)表示接入所述待接入卫星k的用户设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任勇，王景璟，姜春晓，郭强，王新，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11