一种双层混合卫星网络优化设计及其覆盖性能评估方法技术

本发明专利技术请求保护一种双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估方法，属于无线通信技术领域。在该设计方案中，针对单层卫星网络抗毁能力差、处理时延高以及三层卫星网络管理复杂、链路冗余度高等问题，结合“最差观察点”以及“覆盖带”理论，分别采用Walker星座和极轨星座对MEO和LEO卫星进行了组网分析和星座设计，提出了一种适合我国纬度范围的双层混合卫星网络优化设计方案；此外，针对传统卫星覆盖性能指标不能对不同构型的卫星星座进行统一评价的问题，基于层次分析法模型，建立了一种对不同构型卫星星座的覆盖性能统一评估模型。本发明专利技术不仅能够很好的提升对中国区域的覆盖率，而且可以有效的降低平均间隙时长和平均响应时间，从而满足对中国地区的全天时覆盖的总体设计要求。

Optimization design of double layer hybrid satellite network and evaluation method of coverage performance

The invention requests the protection of a double-layer hybrid satellite network optimization design and a covering performance evaluation method, and belongs to the field of wireless communication technology. In this design, the single satellite network survivability, Shi Yangao and the three layer satellite network management complex, link redundancy and other issues, combined with \worst observation point\ and \coverage\ theory, using the Walker constellation and polar constellation constellation network analysis and design of the MEO and LEO satellite respectively. And put forward a hybrid for the latitude range of our country satellite network optimization design; in addition, the traditional satellite coverage performance can not be unified evaluation of different configurations of the satellite constellation, AHP model is established based on a uniform coverage performance for different configurations of satellite constellation evaluation model. The invention not only can well enhance the Chinese regional coverage, and can effectively reduce the average gap length and average response time, so as to meet the requirements of the overall design of the China area covering all day long.

【技术实现步骤摘要】
一种双层混合卫星网络优化设计及其覆盖性能评估方法
本专利技术涉及无线通信
，具体涉及双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估。
技术介绍
与传统通信方式相比，卫星通信以其覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝覆盖等众多优点，成为下一代网络(NextGenerationNetwork,NGN)的重要组成部分。单颗卫星仅仅能覆盖地球表面的一部分，一个静止轨道(GeostationaryEarthOrbit,GEO)卫星对地球的覆盖面积不超过30％，而实现全球覆盖则需要将类型和功能相似的多颗卫星，按照一定的相位要求布放在相似的或互补的轨道上，并通过合理轨道设计和星座配置来提高卫星通信系统的整体性能。因此，卫星通信系统设计的首要任务是卫星星座设计，合理的星座结构和轨道设计能够对卫星资源既可以进行充分利用,降低系统复杂度,又能满足系统的指标要求,更好地改善卫星通信系统的性能。卫星星座设计目标是以最少数量的卫星实现对指定区域的连续覆盖，其实质是在相关参数的结合中找出符合设计要求的最适合参数。卫星通信系统的覆盖性能与卫星数量、轨道高度、轨道类型、星座模型、轨道倾角、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层混合卫星网络优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：进行卫星网络优化设计具体包括步骤：A1)设定卫星星座的拓扑结构，采用Walker星座对中轨道MEO卫星进行组网分析和星座优化设计，采用极轨星座对低轨道LEO卫星进行了组网分析和星座设计，建立MEO层/LEO层双层混合卫星星座网络，其中MEO层由NM×MM颗MEO卫星组成，其中NM表示MEO卫星的轨道个数，MM表示每个轨道中MEO卫星的数目，LEO层由NL×ML颗LEO卫星组成，分别为NL个轨道面，每个轨道中包含ML颗LEO卫星；A2)判断设定的卫星星座的拓扑结构是否满足覆盖性能，若不能满足则返回重新设计A1)的拓扑结构；若满足则对卫星...

【技术特征摘要】
1.一种双层混合卫星网络优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：进行卫星网络优化设计具体包括步骤：A1)设定卫星星座的拓扑结构，采用Walker星座对中轨道MEO卫星进行组网分析和星座优化设计，采用极轨星座对低轨道LEO卫星进行了组网分析和星座设计，建立MEO层/LEO层双层混合卫星星座网络，其中MEO层由NM×MM颗MEO卫星组成，其中NM表示MEO卫星的轨道个数，MM表示每个轨道中MEO卫星的数目，LEO层由NL×ML颗LEO卫星组成，分别为NL个轨道面，每个轨道中包含ML颗LEO卫星；A2)判断设定的卫星星座的拓扑结构是否满足覆盖性能，若不能满足则返回重新设计A1)的拓扑结构；若满足则对卫星的卫星数、仰角进行最优配置。2.根据权利要求1所述的双层混合卫星网络优化设计方法，其特征在于，所述建立MEO层/LEO层双层混合卫星星座网络是结合了“最差观察点”以及“覆盖带”理论。3.根据权利要求2所述的双层混合卫星网络优化设计方法，其特征在于，所述采用Walker星座对中轨道MEO卫星进行组网分析和星座优化设计，采用极轨星座对低轨道LEO卫星进行了组网分析和星座设计，具体包括步骤：1)卫星通信系统设计，提出卫星通信系统的覆盖范围以及卫星轨道选择，对卫星星座的拓扑结构进行预先假定设计；2)卫星参数优化设计，对LEO、MEO卫星星座参数，包括轨道面、相位关系和轨道倾角在内的参数进行优化设计，通过最差观察点准则，以及卫星覆盖带理论分别对MEO、LEO星座的相关参数进行最优计算；3)判断星座是否满足覆盖性能要求，如果不...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴翠琴，李剑，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50