一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法与系统，包括：定义船舶与LEO卫星之间的系统模型；面向不同海上互联网业务的通信需求，定义船舶与LEO卫星接入资源分配问题的决策变量、目标函数及约束条件；将问题建模为一个马尔科夫决策过程，定义状态、动作，并设计合理的奖励函数以同时满足不同业务的需求；搭建海上卫星网络环境并设置训练参数，进行基于竞争‑双重深度Q网络的强化学习训练；在真实的海上卫星网络中，部署强化学习模型训练，每个时隙由控制器收集状态信息并发送至船舶，船舶基于模型进行接入资源分配决策并根据奖励和下一时隙状态进行模型更新。本发明专利技术能够实现大规模且高动态的节点的接入与资源分配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星通信，涉及面向海上互联网动态性和多样性需求，基于以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法与系统。

技术介绍

1、近年来，随着蓝色经济的快速发展和智能海洋的建设，海上通信受到越来越多的研究关注。当前海上网络中使用的主流互联网接入技术包括窄带海上无线电系统、岸上蜂窝网络和各种卫星系统。由于带宽的限制，海上无线电系统的通信数据速率有限，而基站只能在陆地上使用，不能安装在远离海岸的地方。因此，卫星将成为海上通信的重要支柱。多家公司包括数千颗卫星在内的大型leo计划的立项，这些大规模低轨卫星宽带星座的建成，能实现全球互联网的覆盖，满足各类海洋业务的需求。

2、leo卫星具有更小的路径损耗和更短的传播延迟，但也有其缺点。leo卫星处于高速周期性运动中，因此其能够覆盖终端用户的时间是有限的，用户的通话时间可能会超过leo卫星的覆盖时间。地面终端在即将离开现有业务卫星覆盖区域时，必须切换到新的可视leo卫星上进行稳定通信。而leo卫星的高速移动导致这种切换将非常频繁。此外，由于建设超密集leo卫星星座的计划，如starlink项目等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，所述卫星剩余服务时间模型表示为：

3.根据权利要求2所述的一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，ωs和ωe分别代表分别是卫星的角速度和地球自转的角速度，i表示轨道倾角；γ0表示最小仰角下，卫星地面轨迹与终端足迹之间的角距离，γm为跟踪角，用于测量卫星地面轨迹与终端足迹之间的角距离的最小值，γm＝min{2sin-1(ε)}，θ0表示最小仰角，h表示LEO卫星...

【技术特征摘要】

1.一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，所述卫星剩余服务时间模型表示为：

3.根据权利要求2所述的一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，ωs和ωe分别代表分别是卫星的角速度和地球自转的角速度，i表示轨道倾角；γ0表示最小仰角下，卫星地面轨迹与终端足迹之间的角距离，γm为跟踪角，用于测量卫星地面轨迹与终端足迹之间的角距离的最小值，γm＝min{2sin-1(ε)}，θ0表示最小仰角，h表示leo卫星轨道高度，re表示地球半径，αs，βs和αt，βt分别表示卫星和船舶在一段时间内的经纬度矢量，卫星通过定期广播向用户广播自身经纬度信息；th由实时仰角预测模型计算，实时仰角预测模型为：其中θ为当前实时仰角；将其代入实时仰角预测模型，就可以得到从最小仰角到当前仰角经过的时间th。

4.根据权利要求1所述的一种以业务为中心的超密集低轨卫星海上互联网接入切换方法，其特征在于，所述卫星剩余空闲信道数模型表示为：

5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海波，何天臣，马婷，王一蕾，秦小寒，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：