【技术实现步骤摘要】
基于业务需求预测的多波束卫星波束资源适配方法
[0001]本专利技术涉及多波束卫星通信领域，具体是基于业务需求预测的多波束卫星波束资源适配方法。
技术介绍
[0002]多波束卫星通过采用多个相互隔离的高增益窄波束代替传统的单一大张角波束，实现了更广阔的覆盖范围，缩小了卫星用户终端的体积，同时各波束之间采用频率复用技术提升了频谱利用率，有效地解决了因频谱资源受限导致的系统容量瓶颈问题，从而提高用户服务质量。
[0003]但是，多波束卫星存在以下缺点：一方面，以往采用均匀、单维度的卫星资源分配方法灵活度低、资源利用率差，已经不能满足现实需求；另一方面，已有的资源分配和实际业务需求适配问题的研究常基于实时收集的用户业务请求数据，由于收集统计用户业务需求开销大、时延长，基于实时收集用户业务需求的资源调度算法，很大程度上会降低用户的服务质量。
[0004]因此，如何灵活分配各类通信资源以提升系统资源利用率、提高用户服务满意度成为该研究领域的研究重难点。
技术实现思路
[0005]针对传统的实时收集用户业...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于业务需求预测的多波束卫星波束资源适配方法，其特征在于，具体步骤如下：首先，针对高轨多波束卫星同频组网的下行数据传输场景，通过搭建流量仿真模型获取各波束卫星覆盖区域下的仿真流量数据；针对每个覆盖区域，利用仿真流量数据训练隐状态马尔科夫模型，得到模型参数后再利用该模型预测下一时刻各波束业务的流量需求值；然后，采集不同日期、时刻下利用隐状态马尔科夫模型输出的各波束流量预测值，并训练深度强化学习PPO网络模型，输出各波束的带宽、功率联合优化值，考虑同频干扰，为各波束分配不同数量以及不同中心频率的带宽资源块，以及不同等级的功率资源快，实现多波束卫星同频组网场景下的满足波束业务需求、考虑波束公平性的波束资源适配。2.如权利要求1所述的基于业务需求预测的多波束卫星波束资源适配方法，其特征在于，所述的搭建流量仿真模型具体为：具体为：首先，利用Python搭建高轨道多波束卫星通信场景，生成波束后，在波束内随机生成服从均匀分布的用户；然后，根据流量的时空相关性因子搭建流量仿真模型；时空相关性因子包括：1、将地区分为发达、欠发达，发达地区人口多流量大并且尖峰高；2、将24小时根据人类活动特性流量划分成周期特性；最后，在该流量仿真模型中，根据不同地区对应不同数量的用户，用户的位置跟时间的关系，获取一段时间内的波束流量数据。3.如权利要求1所述的基于业务需求预测的多波束卫星波束资源适配方法，其特征在于，所述的隐状态马尔科夫模型包括两个主要因素：观测状态和隐状态；观测状态是波束覆盖范围内历史流量序列；隐状态是时间、用户位置的影响因素；隐状态马尔科夫模型的参数包括：1)、当前覆盖区域输入的流量序列O＝{O1,...,O
t
,...,O
T
}，其中1≤t≤T；T为输入流量序列的时间长度；2)、业务需求的隐状态的数量K；3)、业务需求量隐状态的转移概率矩阵A，为K
×
K阶的矩阵，表示为：A＝{a
ij
},0≤a
ij
≤1a
ij
＝P(q
t
＝S
j
|q
t
‑1＝S
i
),1≤i,j≤K其中a
ij
表示由t
‑
1时刻的隐状态S
i
在t时刻转移至隐状态S
j
的概率；4)、业务需求量生成的概率分布B；t时刻由当前隐状态S
i
生成观测流量值B
i
的概率，表示为：B
i
(O
t
)＝P(O
t
∣q
t
＝S
i
),1≤t≤T,1≤i≤KO
t
表示流量序列中的第t个值；q
t
＝S
i
表示t时刻的业务需求量隐状态为S
i
；5)、初始业务需求量概率向量π：π＝[π
k
]
K
×1，代表当t＝1时刻各个业务需求隐状态S
i
出现的概率；其中π
k
满足...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔高峰，徐媛媛，胡东伟，王力男，王亚楠，段鹏飞，王卫东，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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