基于Q学习算法的卫星物联网异步随机接入方法技术

本发明专利技术提出了一种基于Q学习算法的卫星物联网异步随机接入方法，用于解决现有技术中存在的低吞吐量导致信道资源利用率较低的问题。实现步骤为：卫星向用户端发送信道区间信息；用户端初始化Q学习算法的参数；用户端向卫星发送接入数据包；卫星将接收到的所有接入数据包转发至地面网关；地面网关向卫星发送奖惩因子r；卫星通过广播将已赋值的奖惩因子r发送至用户端；每个用户利用奖惩因子r对信道区间的Q评估值分别进行更新；直至所有用户全部完成发送数据包。本发明专利技术通过学习用户发送数据包的信道区间，降低了数据包冲突概率，提高了系统吞吐量，进而提升了信道资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
基于Q学习算法的卫星物联网异步随机接入方法
本专利技术属于通信
，涉及一种卫星物联网异步随机接入方法，具体涉及一种基于Q学习算法的卫星物联网异步随机接入方法。
技术介绍
随着卫星通信的迅速发展，卫星物联网通信技术已经成为近几年的研究热点。卫星物联网是在具有物联网业务的卫星网络中，地面的物联网终端与卫星网络连接的网络，具有海量用户节点、低功耗、低带宽、低成本等特点，这决定了面向未来卫星物联网业务对大容量用户的需求，新一代的卫星通信系统迫切需要高吞吐量的随机接入方法来实现海量卫星物联网终端的有效接入。卫星物联网接入是指地面的物联网节点向卫星发送接入数据包请求接入的过程，通常使用信道资源利用率来表征接入的性能，资源利用率越高表示接入性能越好，吞吐量可以直接反映信道资源利用的程度，吞吐量越高则资源利用率越高。卫星物联网中常用的接入方式分为多址接入和随机接入，多址接入分为时分多址、频分多址和码分多址接入三种方案；随机接入是指用户通过卫星信道中随机位置向卫星发送数据包，包含用户，卫星和地面网关的参与，分为异步随机接入和同步随机接入两种方案。高吞吐量的随机接入是提升信道资源利用率的有效途径。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Q学习算法的卫星物联网异步随机接入方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)卫星向用户端发送信道区间信息：卫星将自己信道的多个连续数据帧分别划分为k个均匀信道区间，并将k发送给用户端的M个用户，k≥2，M≥1；(2)用户端初始化Q学习算法的参数：用户端创建由M×k个Q评估值组成的Q评估表，并将每个Q评估值初始化为0，将第m个用户在第i个信道区间上的Q评估值表示为Qm(i)，1≤m≤M，1≤i≤k；(3)用户端向卫星发送接入数据包：(3a)用户端的每个用户对接入信息进行编码，得到编码数据，并对该编码数据进行交织，得到交织数据，对交织数据进行调制，得到净荷数据，再将该净荷数据与用户自己的导...

【技术特征摘要】
1.一种基于Q学习算法的卫星物联网异步随机接入方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)卫星向用户端发送信道区间信息：卫星将自己信道的多个连续数据帧分别划分为k个均匀信道区间，并将k发送给用户端的M个用户，k≥2，M≥1；(2)用户端初始化Q学习算法的参数：用户端创建由M×k个Q评估值组成的Q评估表，并将每个Q评估值初始化为0，将第m个用户在第i个信道区间上的Q评估值表示为Qm(i)，1≤m≤M，1≤i≤k；(3)用户端向卫星发送接入数据包：(3a)用户端的每个用户对接入信息进行编码，得到编码数据，并对该编码数据进行交织，得到交织数据，对交织数据进行调制，得到净荷数据，再将该净荷数据与用户自己的导频序列组合成接入数据包，其中各用户的导频序列相同；(3b)用户端的每个用户通过随机选择的当前时刻卫星信道数据帧中Q评估值最大的两个信道区间的任意位置，分别向卫星发送接入数据包；(4)卫星将接收到的所有接入数据包转发至地面网关；(5)地面网关向卫星发送Q学习算法的奖惩因子r：(5a)地面网关对每个接入数据包与该每个接入数据包包含的导频序列进行相关运算，得到2M个互相关序列，并检测每个互相关序列中大于预定阈值γ*的相关值的数目l，将l＝1的互相关序列对应的接入数据包作为未受其他数据包干扰的接入数据包，将其余互相关序列对应的接入数据包作为受其他数据包干扰的接入数据包，l≥1；(5b)地面网关采用迭代干扰消除算法对未受其他接入数据包干扰的接入数据包进行解调，采用分组片段最大信干噪比合并算法对受其他接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：任光亮，王灵杰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61