基于跳波束规避低轨卫星干扰的多域资源分配方法组成比例

基于跳波束规避低轨卫星干扰的多域资源分配方法，涉及卫星通信领域，是为了解决现有的跳波束技术仅考虑单颗卫星的资源分配及星内同频干扰，导致资源的利用率低等问题。本发明专利技术通过分析两颗低轨卫星的星内和星间干扰，设置小区的权重优先级，基于小区的权重优先级自适应分配功率，得到小区的功率分配矩阵，以小区的平均流量满意度作为优化目标，首先考虑星内干扰，进行单颗低轨卫星跳波束图案的设计，得到每颗卫星在整个跳波束周期内的时间分配矩阵；其次考虑星间干扰，对得到的时间分配矩阵基于启发式算法进行重新排列，得到最终所需的时隙调度矩阵，从而实现规避星内和星间干扰，在保证用户服务公平性的基础上大幅度提升了系统吞吐量。了系统吞吐量。了系统吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
基于跳波束规避低轨卫星干扰的多域资源分配方法


[0001]本专利技术涉及涉及卫星通信领域，具体涉及一种规避低轨卫星干扰的资源分配方法。

技术介绍

[0002]低轨卫星轨道高度低、覆盖范围大、通信时延短，且近年来随着低轨大规模星座的建设，低轨卫星势必成为空天地一体化网络的重要组成部分。低轨卫星的覆盖区域因地形地势以及自然环境的影响，人口分布不均，导致了业务需求分布的不均匀，如若继续采用传统的平均分配资源的方案，必然会降低资源的利用率以及系统的服务质量。而且随着空间中低轨卫星数量的增加，星间干扰不可忽略，跳波束技术利用空间隔离和时间隔离的思想规避同频干扰，同时可以为业务需求量更大的地方提供更多的资源以提高资源的利用率并且保证小区服务的公平性。
[0003]目前关于跳波束技术的研究大多数集中于高轨卫星，少数关于低轨卫星的研究均聚焦于规避星内干扰，缺乏在规避星间干扰的基础上联合优化多域资源的研究。目前关于低轨卫星跳波束技术的研究有几种，2020年L.K.Zhao研究了单颗低轨卫星的资源优化问题，引入深度强化学习网络提升系统的吞吐量，2019年W本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于跳波束规避低轨卫星干扰的多域资源优化方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、建立低轨卫星系统模型，其中低轨卫星系统包括两颗低轨卫星，即：低轨卫星LEO_1和低轨卫星LEO_2，所述低轨卫星LEO_1和低轨卫星LEO_2均配置有可操控的多跳波束天线，用于下行业务传输，每颗低轨卫星覆盖M个小区，M为正整数；且每颗低轨卫星最大能够产生K个波束，K为正整数；且K＜＜M，每颗低轨卫星的总发射功率P
total
根据不同的功率分配方案服务于各小区，两颗低轨卫星均采用全频复用的频率复用方式，即：同一时刻两颗低轨卫星点亮波束的可用频带为全部带宽；步骤二、根据步骤一建立的低轨卫星系统模型，分析所述低轨卫星系统的通信链路，具体为：地面网关根据小区的流量需求为各小区分配权重优先级，并将数据通过信关站发送至所述低轨卫星系统，所述低轨卫星系统通过波束调度规避星内和星间同频波束的干扰，并联合优化时隙、波束功率资源和信干噪比SINR的多域资源；步骤三、根据步骤二中所述各小区的权重优先级进行各小区的自适应功率分配，通过设置低轨卫星系统的迭代次数，获得最优的功率分配矩阵；步骤四、定义小区的流量满意度，所述流量满意度采用所述低轨卫星系统提供流量C
m
与所需流量D
m
的比值来表示，即：C
m
/D
m
，所述流量满意度用于衡量所述低轨卫星系统的服务质量；步骤五、将步骤四中所述的小区的流量满意度分解为单颗卫星的跳波束图案设计问题和合理设计时隙调度矩阵规避星间干扰问题；步骤六、对于单颗卫星的跳波束图案设计问题，其求解方法具体为：在所有的波束选择方案中选择满足空间隔离条件的有效跳波束图案BHTP，获得在整个跳波束周期内所有有效跳波束图案BHTP的选择次数；进而根据步骤三获得的最优功率分配矩阵获得单颗卫星的跳波束图案设计问题的解；步骤七、对于合理设计时隙调度矩阵规避星间干扰问题，其求解方法具体为：定义一个干扰惩罚矩阵，并利用现有的启发式算法求解两颗低轨卫星的时隙调度矩阵，实现规避星内和星间干扰；进而获得合理设计时隙调度矩阵规避星间干扰问题的解；完成一次基于跳波束规避低轨卫星干扰的多域资源优化。2.根据权利要求1所述的基于跳波束规避低轨卫星干扰的多域资源优化方法，其特征在于步骤二中，用户k在时隙t接收到的信干噪比SINR的表达式为：其中：B为带宽；k...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾敏，卢月，王硕，吴健，孙锦添，赵超，张良，郭庆，顾学迈，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：