【技术实现步骤摘要】
一种对地观测LEO卫星数据的博弈缓存多路径传输方法
[0001]本专利技术属于LEO卫星网络传输
,涉及一种对地观测LEO卫星数据的博弈缓存多路径传输方法。
技术介绍
[0002]对地观测图像采集作为LEO卫星的主要应用之一,在环境科学、气象学、地球科学、军事侦察等领域发挥着重要作用。为了保证图像质量,对地观测LEO卫星通常需要较低的高度。由于轨道高度、频带和信道条件等原因,LEO卫星扫过地面站(ES)的持续时间有限,这使得一些LEO卫星不可能在接触时间内将收集到的数据全部传送到地面。由于一颗LEO卫星重新连接地面站的等待时间较长,无法保证延迟要求。
[0003]缓存已被证明是提高LEO卫星网络在服务质量(QoS)、时延和吞吐量方面的系统性能的一种有效方法。在多层LEO卫星网络结构中,利用GEO节点改进网络性,基于博弈论的单GEO节点为多LEO卫星内容缓存的方案,有效解决了因负载不均衡而导致的拥塞问题,进而提高系统吞吐量。现有的研究要么只考虑用GEO节点做缓存,研究了GEO节点的资源分配问题,要么考虑利用LEO卫星星间链路从路由的角度去提升吞吐量,忽略了LEO卫星与地面站之间可见时间的利用率以及LEO卫星能源问题。另外,由于缓存LEO卫星存储资源有限,当多个LEO卫星节点需要向缓存节点上传数据时,他们之间就会存在竞争。所以如何兼顾能源及遥感LEO卫星网络中星地图像传送输速率低和LEO卫星获取图像数据率高之间的矛盾,同时满足提高对地观测LEO卫星网络整体吞吐量的要求,是一个关键问题。
[0004]
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对地观测LEO卫星数据的博弈缓存多路径传输方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、利用STK模拟LEO卫星网络,获得LEO卫星S
i
={S1,S2,
…
,S
i
‑1,S
i
}的与ES的联系窗口时间集合T={S
1s
,S
2s
,S
1e
,S
3s
,
…
,S
is
,
…
,S
ie
},其中S
is
和S
ie
分别为LEO卫星S
i
与ES联系窗口的开始时间和结束时间;步骤2、对步骤1中的联系窗口时间集合T利用插入排序法升序排序,得到升序联系窗口时间集合T
′
;步骤3、基于T
′
中的时间点,将升序联系窗口时间集合T
’
中的每两相相邻时间点之间定义为一个时间片段,LEO卫星与地面站的联系窗口时间线分成t={t0,t1,
…
,t
2i
‑1}个时间片段;步骤4、利用ES Time Sharing Graph技术对步骤3生成的时间片段进行等分,每个时间片段由x个LEO卫星共享,则每个LEO卫星分得此时间片段的时长则为1/x,得到每个LEO卫星与地面站的联系时间长度TS
i
;步骤5、LEO卫星根据步骤4的联系时间长度TS
i
和LEO
‑
ES链路的信道带宽W预留数据,然后利用DS
i
链路将下传数据DS
i
下传到ES,所述数据为每个LEO卫星进入地面站联系窗口时进行下传数据DS
i
,步骤6、LEO卫星将剩余数据OS
i
根据GEO节点的缓存策略缓存给GEO节点,再由GEO节点下传到地面站;然后利用OS
i
链路将剩余数据OS
i
下传到ES;步骤7、ES接受LEO和GEO节点传输的数据并做相应的处理,计算LEO卫星S
i
的总下载量的总下载量下载到ES的总传输时间为下载到ES的总传输时间为下载地地面站的能量消耗为r
i
是上行链路的传输数据速率,r
G
下行链路的传输数据速率,r0下行链路的传输数据速率,h是信道增益,ρ是LEO卫星的传输功率,d
sg
,d
se
,d
ge
分别为LEO到GEO节点的距离,LEO到ES的距离,GEO节点到ES的距离,c为光速。2.根据权利要求1所述的一种对地观测LEO卫星数据的博弈缓存多路径传输方法,其特征在于,所述步骤5地面站的天线数量大于1,利用多路径传输技术进行星地数据传输。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈静,底晓强,祁晖,从立钢,任维武,李锦青,田哲,许睿,王浩伟,朱德君,
申请(专利权)人:长春理工大学,
类型:发明
国别省市:
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