[發明專利]基于衛星軌道信息輔助最佳加權信噪比的中繼選擇方法

有效

• 申請號: 201611261492.5
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106656301B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 李勇朝;穆文靜;郭穎;阮玉晗;張銳
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/155
• 分類號: H04B7/155;H04B7/185
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

1.一種基于衛星軌道信息輔助最佳加權信噪比的中繼選擇方法，其具體步驟如下：

(1)從低軌衛星通信系統中選取一顆主星，并獲取該主星在24小時內與地面站通信的起始時刻t₀和終止時刻t₁；

(2)利用主星通信的起始時刻t₀和終止時刻t₁，選取低軌衛星通信系統中與地面站可通信除主星外的其他衛星，得到衛星中繼備選集合，實現步驟為：

(2a)以秒為單位，對主星通信的起始時刻t₀和終止時刻t₁取整化簡，得到取整后主星通信的起始時刻t₀′和終止時刻t₁'；

(2b)獲取低軌衛星通信系統中除主星以外所有衛星通信的起始時刻t_oj和終止時刻t_1j，其中j＝1,2,3…N，N是低軌衛星通信系統中除主星以外其他衛星的個數，同時以秒為單位，對低軌衛星通信系統中除主星以外所有衛星通信的起始時刻t_oj和終止時刻t_1j取整化簡，得到取整后低軌衛星通信系統中除主星以外所有衛星通信的起始時刻t_oj'和終止時刻t_1j'；

(2c)選取除主星以外的衛星的通信起始時刻t_oj'和終止時刻t_1j'在主星的通信起始時刻t₀′和終止時刻t₁'時間段內的所有衛星，作為衛星中繼備選集合；

(3)初始化系統時刻t＝t₀'，并初始化衛星中繼備選集合中各衛星的收益函數u_i＝1，i＝1,2,3,…,n，其中n是衛星中繼備選集合中衛星的個數；

(4)獲取系統時刻t時主星和衛星中繼備選集合中各衛星的軌道信息，并利用這些軌道信息計算衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的接收端信噪比γ_i，實現步驟為：

(4a)在系統時刻t時，分別獲取主星、衛星中繼備選集合中各衛星和地面站的經緯度坐標，并分別計算笛卡爾坐標系下主星、衛星中繼備選集合中各衛星和地面站的坐標；

(4b)根據笛卡爾坐標系下主星的坐標、衛星中繼備選集合中各衛星的坐標和地面站的坐標，分別計算主星對地面站的距離d_SD、衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的距離和主星對衛星中繼備選集合中各衛星的距離

(4c)根據主星對地面站的距離d_SD、衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的距離和主星對衛星中繼備選集合中各衛星的距離分別計算主星對地面站的路徑損耗PL_SD、衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的路徑損耗和主星對衛星中繼備選集合中各衛星的路徑損耗

(4d)根據主星對地面站的路徑損耗PL_SD、衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的路徑損耗和主星對衛星中繼備選集合中各衛星的路徑損耗分別計算主星對地面站的接收端平均信噪比γ_SD、衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的接收端平均信噪比和主星對衛星中繼備選集合中各衛星的接收端平均信噪比

(4e)根據主星對地面站的接收端平均信噪比γ_SD、衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的接收端平均信噪比和主星對衛星中繼備選集合中各衛星的接收端平均信噪比計算衛星中繼備選集合中各衛星對地面站的接收端信噪比γ_i；

(5)利用收益函數u_i計算衛星中繼備選集合中各衛星的權重因子w_i；

(6)計算加權信噪比w_iγ_i，并選取加權信噪比w_iγ_i中最大值對應的衛星作為系統時刻t時的中繼衛星；

(7)輸出系統時刻t時中繼衛星的編號；

(8)判斷系統時刻t是否大于主星與地面站通信的終止時刻t₁'，若是，主星與地面站通信的起始時刻t₀'和終止時刻t₁'內中繼選擇結束，否則，更新收益函數u_i，其中T₀為主星通信時間長度，p是此次通信中繼節點消耗的功率，同時令系統時刻t＝t+1，并執行步驟(4)。