[發明專利]一種衛星通信中基于模糊邏輯的分級策略的網絡切換方法

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• 申請號: 202011040317.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112351463A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 史焱;李江華;齊東元
• 申請（專利權）人: 南京凱瑞得信息科技有限公司
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W16/28;H04W36/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及衛星通信領域，公開了一種衛星通信中基于模糊邏輯的分級策略的網絡切換方法，解決了衛星通信終端在多波束交叉覆蓋下準確合理地選擇最優波束覆蓋網絡的通信鏈路建鏈的問題，其技術方案要點是包括以下步驟：S1、系統獲取所有不同波束覆蓋網絡的通信質量參數，并列入候選網絡集，同時將參數輸入一種基于模糊邏輯的分級策略的最優模型設計；S2、系統通過模糊邏輯的分級策略對候選網絡的最優模型進行計算，預篩選出高質量的衛星波束網絡；S3、系統根據預篩選結果判斷是否需要更新候選網絡集，不需要更新則根據最優模型推算出QoS模糊值。S4、系統根據QoS模糊值與其他再篩選條件參數進行權重計算得到輸出判決值。S5、系統根據判決條件找出最優網絡，并通過接入控制設備執行最優網絡的切換，從而切換到當前通信質量最優的波束網絡，保證上行多波束衛星通信系統中用戶終端的通信網絡質量。

技術領域

本發明涉及衛星通信領域，特別是涉及一種衛星通信中基于模糊邏輯的分級策略的網絡切換方法。

背景技術

海洋是國家可持續發展的重要支撐，近年來，全球海洋競爭日趨激烈，深遠海因其環境惡劣又遠離陸地的特性，海上工作的正常開展一直受到通信水平的嚴重制約，深遠海應急搜救和打撈等作業的特殊環境，更是對通信保障提出了較高的要求。

為了保證深遠海多波束衛星通信組網中上行多波束衛星通信網絡間各網絡之間實現網絡的連續性，這就需要協調網絡進行平滑的切換。通常上行多波束衛星通信中涉及的條件參數大多具有模糊性，參數權重一般很難直接確定，傳統的模糊邏輯算法構建規則庫受模糊條件參數數量影響極大，條件參數增加將直接導致模糊規則數量呈指數倍增，從而限制了規則庫的構建，同時增大了系統復雜度。此外，網絡具備動態變化的特性也容易引起乒乓效應。為保障上行多波束衛星通信的通信終端在多維空間、多通信方式的融合網絡下，能夠不間斷且準確合理地選擇最優質通信鏈路接入，亟需一種高效的、低復雜度的上行多波束衛星通信中基于模糊邏輯的分級策略的網絡切換。這將極大提高我國深海作業應急響應能力，保障人民生命財產安全。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供上行多波束衛星通信中基于模糊邏輯的分級策略的網絡切換，通過對多波束衛星通信的分級策略切換，降低規則庫構建難度以及系統的時間開銷，從而為多波束衛星通信用戶提供不間斷的通信網絡接入，保障通信質量。

技術方案：本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：上行多波束衛星通信中基于模糊邏輯的分級策略的網絡切換，包括多波束衛星通信組網下的接入控制設備通信裝備，所述多波束衛星通信組網下的接入控制設備通信裝備搭載有通信網絡判決系統，所述通信網絡判決系統包括綜合考慮服務端與客戶端多重參數的分級判決切換策略，所述多重參數包括預篩選條件參數和再篩選條件參數，所述預篩選條件參數包括RSS、帶寬、時延、抖動、丟包率，再篩選條件參數包括網絡負載率、網絡資費（單位時長費用）。

作為本發明的一種優選方案，提出一種分級策略的模糊邏輯架構設計，包括預篩選模糊邏輯系統和再篩選模糊邏輯系統，所述模糊邏輯系統包括模糊化、模糊推理、去模糊化幾個模塊。

作為本發明的一種優選方案，所述模糊化是將具有模糊性質的參數信息定量表述為模糊集合的形式，通過隸屬度函數可以將模糊集合中的參數值映射為[0,1]區間上的隸屬度，參數屬于此集合的程度與隸屬度值成正比。

作為本發明的一種優選方案，所述模糊推理包括根據條件參數重要性構建的模糊規則庫，規則庫構建采用IF-THEN形式來表述，該模塊將根據構建的規則庫進行條件自適應匹配。規則庫中的模糊規則可用如下方程式描述：

其中，表示條件參數， 為模糊子集，為對應模糊規則的輸出，為結論參數，m為條件參數個數。

作為本發明的一種優選方案，所述去模糊化包括將模糊推理計算出的模糊值以重心法轉換為明確的輸出值，作為最終網絡切換選擇的依據。