[發明專利]分布式星群的分簇方法和裝置

有效

• 申請號: 201710006682.0
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106712835B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 任勇;姜春曉;張凱;王景璟;郭強;王新
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 朱文杰

本發明提供了一種分布式星群的分簇方法和裝置，涉及衛星通信的技術領域，該方法包括：實時檢測目標地面站，其中，目標地面站為當前時刻當前衛星能夠接入的地面站，目標地面站的數量至少為一個；確定當前時刻當前衛星的待傳輸內容與目標傳輸內容的內容相似度，其中，目標傳輸內容為目標地面站對應的衛星簇中全部待傳輸內容；根據內容相似度確定當前衛星相對于每個目標地面站的適應指標，以根據適應指標在目標地面站中確定最優地面站；控制當前衛星接入最優地面站，以完成對當前衛星的分簇操作，緩解了現有技術中的分簇方法導致的衛星簇傳輸性能較差的技術問題，從而實現了提高衛星簇的傳輸性能的技術效果。

技術領域

本發明涉及衛星通信的技術領域，尤其是涉及一種分布式星群的分簇方法和裝置。

背景技術

分布式星群是指一些分布在相同或者鄰近軌道上的衛星群，通過合理的分簇算法，簇內可以采用群間鏈路，不同于衛星和地面站的通信，群間鏈路具有更大的帶寬和更小的通信時延。另外，分布式星群由于其可以靈活的組網協同，有效地資源整合，具有重要的國家戰略意義。然而，分布式星群往往用于臨時的突發的業務，此時衛星的拓撲往往呈現出不規律，高度動態，分布式的特點，如何有效的分簇是其核心技術之一。

現有的衛星分簇算法大多基于單一的衛星星座系統而設計，即基于固定的路徑規劃或者任務組織的，以完成一個特定的任務。當服務于一個特定任務的衛星群在地面站覆蓋范圍之內時，將這些衛星劃分到一個簇，這種方式也被稱為基于距離的方式。然而，以上方案往往不能應對突發的大容量內容需求。

實際上，隨著空間中衛星和對應的地面站數目的不斷增加，一個衛星可能對應了多個可用的地面站。特別的，不同衛星之間可能有相同的內容需求時候，特別是如今人們對視頻，音頻，即時新聞等多媒體服務的需求不斷增加。事實上，人們的內容需求往往呈現出冪率分布的特點，即極少數內容被極大多數人需要，所以兩顆衛星需求相同的內容具有極大的可能性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種分布式星群的分簇方法和裝置，以緩解了現有技術中的分簇方法導致的衛星簇的傳輸性能較差的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種分布式星群的分簇方法，包括：實時檢測目標地面站，其中，所述目標地面站為當前時刻當前衛星能夠接入的地面站，所述目標地面站的數量至少為一個；確定所述當前時刻所述當前衛星的待傳輸內容與目標傳輸內容的內容相似度，其中，所述目標傳輸內容為所述目標地面站對應的衛星簇中全部待傳輸內容；根據所述內容相似度確定所述當前衛星相對于每個所述目標地面站的適應指標，以根據所述適應指標在所述目標地面站中確定最優地面站；控制所述當前衛星接入所述最優地面站，以完成對所述當前衛星的分簇操作。

進一步地，確定所述當前時刻所述當前衛星與所述目標地面站對應的衛星簇中全部待傳輸內容的內容相似度包括：根據第一公式計算在t時段第len時隙，當前衛星i接入至目標地面站j之后所增加的數據傳輸量，其中，所述目標地面站j為至少一個所述目標地面站中的任意一個地面站，表示所述增加的數據傳輸量，表示所述當前衛星i在第len時隙內的內容需求；根據第二公式計算在所述第len時隙所述目標地面站j傳輸的數據的第一數據總量，其中，表示所述第一數據總量，C_j表示所述目標地面站j對應的衛星簇中的全部衛星；根據第三公式計算T個時隙內，所述目標地面站j傳輸的數據的第二數據總量，其中，Ω_j(t)表示所述第二數據總量；基于所述第二公式和所述第三公式確定所述內容相似度。

進一步地，根據所述第二公式和所述第三公式確定所述內容相似度包括：將所述第二公式代入至所述第三公式中，得到公式其中，Θ_i→j表示所述內容相似度。