一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备技术

本发明专利技术提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，所述方法包括步骤：将卫星集进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长，不可连接卫星间时长标记为maxtime；从第n‑1层卫星到第1层卫星进行链接循环；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；需要更新时再次进行所述链接循环；否则继续使用当前最优链路。一种最大时长卫星通信链路设备及存储设备，用来实现所述一种最大时长卫星通信链路方法。本发明专利技术实现了星间信息的高效传输。

A method, equipment and storage equipment for the maximum long satellite communication link

The invention provides a maximum length of the satellite communication link method, device and storage device, wherein the method comprises the following steps: the satellite set the number of layers, denoted as N; initialization in each layer of each satellite to the next layer each satellite connection length, can not be connected between satellites when the length of labeled maxtime; n from the 1 layer to the first layer satellite satellite link circulation; records from the first layer to the N layer starting point satellite link end point satellite; on each of the first layer to the N layer starting point satellite link end point satellite to select optimal link; setting time threshold in the optimal link in time; the threshold time points within the query optimized link should be updated; need to update again the links in circulation; otherwise continue to use the current optimal link. A maximum long satellite communication link device and storage device is used to implement the maximum long satellite communication link method. The invention realizes the efficient transmission of INTERSTAR information.

【技术实现步骤摘要】
一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备
本专利技术涉及卫星通信领域，具体涉及一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备。
技术介绍
卫星通信链路设计本质上就是一个路径优化问题。与传统路径优化问题存在较大差异，卫星通信链路设计问题中节点高动态性、通信实效性要求较高，且由于卫星通信网络一般由多层次卫星组成，并不能简单地将其转换成图问题求解。卫星网络高动态特性，使得通信链路一直处在一个频繁变更状态，如果采用点到点的传输方式，将带来较大的时延。在信息实效性要求越来越高的背景下，高效传输信息是通信链路要解决的重要问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，通过卫星分层，最长连接时间选取并加入最短层间连接时长约束，从而有效解决上述问题。本专利技术提供的技术方案是：一种最大时长卫星通信链路方法，所述方法包括步骤：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长，不可连接的卫星间时长标记为maxtime；从第n-1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环；当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。一种存储设备，所述存储设备存储指令及数据用于实现所述一种最大时长卫星通信链路方法。一种最大时长卫星通信链路设备，所述设备包括处理器及所述存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现所述的一种最大时长卫星通信链路方法。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，首先将卫星集合分层归类，然后通过选取单条链路的连接最长时间，并以卫星间链路连接最短时间作为约束条件，最终实现了星间信息的高效传输。附图说明图1是本专利技术实施例中构建最大时长卫星通信链路方法的整体流程图；图2是本专利技术实施例的蜂窝式星座转化层式星座示意图；图3是本专利技术实施例的硬件设备工作示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述，下文中提到的具体技术细节，如：方法，设备等，仅为使读者更好的理解技术方案，并不代表本专利技术仅局限于以下技术细节。本专利技术的实施例提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，首先将卫星集合分层归类，然后通过选取单条链路的连接最长时间，并以卫星间链路连接最短时间作为约束条件，最终实现了星间信息的高效传输。请参阅图1，图1是本专利技术实施例中构建最大时长卫星通信链路方法的整体流程图，所述方法由一种最大时长卫星通信链路设备实现，具体步骤包括：S101：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n。所述分层标准为：500公里到2000公里为低轨道，2000公里到22000公里为中轨道，22000公里以上为高轨道；分层后的卫星集为层层管理，即，按信号传递方向为标准，上一层卫星管理下一层卫星。S102：初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长，不可连接的卫星间时长标记为maxtime。S103：从第n-1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束。所述链接循环的规则为：每层中的每颗卫星选取下层的一颗卫星作为下一跳卫星，下一跳卫星能保证该卫星到最后一层的卫星连接时长是当前能找到最长的，直到第1层时结束循环。S104：记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路。链路的建立原则为：在每层一个卫星与相邻层卫星连接的链路中选取连接时长最长的链路；单条链路的连接时长由链路内所有连接卫星的链路中时间最短的链路决定。具体地，按照以下公式计算链路的连接时长，cost[i]＝max{min(cij,cost[j])}，其中，i≤j≤n且卫星j是卫星i的邻卫星，cij表示节点i到节点j连接时长，cost[i]表示从卫星i到终点卫星的满足约束条件的最长信号传递时长；U＝max{cost[0],cost[1],…,cost[k-1]},其中，k表示第1层中的卫星数，U表示链路最大连接时长。S105：对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路。所述最优链路的选取规则为：选取相邻卫星间链路的连接时长最大的链路为最优链路。S106：在最优链路中设定时间阈值。所述时间阈为最优链路中卫星间连接的最短时长。S107：在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新。S108：当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环。S109：当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。参见图2，图2是本专利技术实施例的蜂窝式星座转化层式星座示意图，其中：201表示第一层卫星集，包含：卫星1、卫星2及卫星3；202表示第二层卫星集，包含：卫星4、卫星5、卫星6及卫星7；203表示第三层卫星集，包含：卫星8及卫星9；204表示第四层卫星集，包含：卫星10、卫星11及卫星12；205表示蜂窝式星座。参见表1，表1是本专利技术实施例中的场景卫星参数表，低轨卫星是由60颗卫星构成的一个60/6/1(60颗卫星分布在6个轨道面上，每个轨道面上10颗卫星，调相因子为1)构型的walker星座，只列出卫星1的参数；静止轨道卫星总共有4颗，后面三颗卫星的升交点赤经分别在卫星1的基础上加上60°、120°、180°。；中轨卫星共2个。表1参见表2，表2是本专利技术实施例中场景地面对象参数表，忽略地面站、地面目标海拔，因为相对卫星与地面站间的距离，海拔高度值非常小。表2经度(单位：°)纬度(单位：°)地面站1116.2439.55地面站27339.55地面站310224地面目标1128.54524.01参见表3，表3是本专利技术实施例中最大连接时长通信策略链路顺序表，由表中可以看出，在以连接时长作为最优约束后，链路路径值发生很大变化，在表中所列数据均是翻倍增加。但是时刻5114.530864的通信时长与其它时刻中最大连接时长相比有明显的差别，前面时刻的最大连接时长均达到万秒以上，而5114.530864时刻的连接时长只有几千秒，分析其原因，在于最大连接时长尽量减少了链路切换，在时刻5114.530864时，链路处于上一次链路切换后的后半段，所以其连接时长值已经较小了。表3参见图3，图3是本专利技术实施例的硬件设备工作示意图，所述硬件设备具体包括：一种最大时长卫星通信链路设备301、处理器302及存储设备303。最大时长卫星通信链路设备301：所述一种最大时长卫星通信链路设备301实现所述一种最大时长卫星通信链路方法。处理器302：所述处理器302加载并执行所述存储设备303中的指令及数据用于实现所述的一种最大时长卫星通信链路方法。存储设备303：所述存储设备303存储指令及数据；所述存储设备303用于实现所述的一种最大时长卫星通信链路方法。通过执行本专利技术的实施例，本专利技术权利要求里的所有技术特征都得到了详尽阐述。区别于现有技术，本专利技术的实施例提供了一种最大时长卫星通信链路方法、设备及其存储设备，首先将卫星集合分层归类，然后通过选取单条链路的连接最长时间，并以卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种最大时长卫星通信链路方法，所述方法由一种最大时长卫星通信链路设备实现，其特征在于：包括以下步骤：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长,不可连接的卫星间时长标记为maxtime；从第n‑1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环；当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。

【技术特征摘要】
1.一种最大时长卫星通信链路方法，所述方法由一种最大时长卫星通信链路设备实现，其特征在于：包括以下步骤：将卫星集按分层标准进行分层，得到的层数记为n；初始化每层中每颗卫星到邻层中每一颗卫星的连接时长,不可连接的卫星间时长标记为maxtime；从第n-1层卫星到第1层卫星进行链接循环直到第1层卫星链接循环结束；记录从第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路；对每个第1层起点卫星到第n层终点卫星的链路选取最优链路；在最优链路中设定时间阈值；在时间阈值内的时间点查询最优链路是否需要更新；当最优链路需要更新，则再次进行所述链接循环；当最优链路不需要更新，则继续使用当前最优链路。2.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：所述分层标准为：500公里到2000公里为低轨道，2000公里到22000公里为中轨道，22000公里以上为高轨道；分层后的卫星集为层层管理，即，按信号传递方向为标准，上一层卫星管理下一层卫星。3.如权利要求1所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：链路的建立方法为：在每层一个卫星与相邻层卫星连接的链路中选取连接时长最长的链路；单条链路的连接时长由链路内所有连接卫星的链路中时间最短的链路决定。4.如权利要求3所述的一种最大时长卫星通信链路方法，其特征在于：按照以下公式计算链路的连接时长，cost[i...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴光明，王茂才，彭雷，宋志明，武云，汪耀斌，张勇，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42