恭喜中国科学院上海微系统与信息技术研究所潘坤贝获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院上海微系统与信息技术研究所申请的专利一种面向异构场景的星间链路功率分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114585094B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210200099.4,技术领域涉及:H04W72/044;该发明授权一种面向异构场景的星间链路功率分配方法是由潘坤贝;李强;周斌;赵宇设计研发完成,并于2022-03-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向异构场景的星间链路功率分配方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种面向异构场景的星间链路功率分配方法,包括:更新当前的中低轨卫星之间的星间链路增益参数;根据低轨卫星的轨道周期、归一化吞吐量分别更新剩余可见时间收敛系数和剩余可见时间惩罚系数,进而得到剩余可见时间代价惩罚函数;基于整体效用博弈得到每个低轨卫星各自博弈后的功率输出结果;利用功率输出结果计算簇内每个低轨卫星的效用值和离簇阈值,对效用值低于离簇阈值的低轨卫星做离簇处理;进入下一时隙,更新所有低轨卫星的剩余可见时间,初始化新加入簇内的所有低轨卫星的剩余可见时间。本发明的面向异构场景的星间链路功率分配方法,通过设计合理的效用奖惩函数及离簇阈值方案,来优化中低轨卫星网络的整体性能。
本发明授权一种面向异构场景的星间链路功率分配方法在权利要求书中公布了:1.一种面向异构场景的星间链路功率分配方法,其特征在于,包括:步骤S1:设定低轨卫星相对于中轨卫星的动态场景,初始化当前簇内低轨卫星个数K;设置当前时隙k=1,设置时隙间隔Δt;设置簇内N个低轨卫星对中轨卫星的初始剩余可见时间;设置低轨卫星的功率量级个数M和发送功率向量;步骤S2:若K≠0,更新当前时隙k的中低轨卫星之间的星间链路增益参数htk=[h1tkh2tk…hKtk];根据簇内K个低轨卫星在当前时隙k的轨道周期、归一化吞吐量Ctk分别更新剩余可见时间收敛系数ki1和剩余可见时间惩罚系数ki2,进而得到剩余可见时间代价惩罚函数Costtimetk;若K=0,进入步骤S5;步骤S3:若K=1,则进入步骤S4;否则,进入步骤S6;步骤S4:输出唯一的低轨卫星在当前时隙k的最佳效用及其对应的功率值,进入步骤S11;低轨卫星在当前时隙k的最佳效用所对应的功率值,使得第i个低轨卫星和除第i个低轨卫星外的全部低轨卫星在当前时隙k的整体效用最大,满足: 其中,指第i个低轨卫星在当前时隙k上的最佳效用所对应的功率值,指除第i个低轨卫星以外的簇内其他n-1颗低轨卫星在当前时隙k上的最佳效用所对应的功率值,ptitk指第i个低轨卫星在当前时隙k上的发送功率,指除第i个低轨卫星以外的任意簇内低轨卫星在当前时隙k上的发送功率;是指第i个低轨卫星和除第i个低轨卫星外的全部低轨卫星在当前时隙k的整体效用;其中,第i个低轨卫星和除第i个低轨卫星外的全部低轨卫星在当前时隙k的整体效用的计算公式为: uitk为簇内第i个低轨卫星在当前时隙k上的效用值;簇内第i个低轨卫星在当前时隙k上的效用值uitk为:uitk=Rthroughput_itk-Costenergy_itk-Costtime_itk,Rthroughput_itk为当前时隙k上的收益函数,Costenergy_itk为当前时隙k上的能耗代价惩罚函数,Costtime_itk为当前时隙k上的剩余可见时间代价惩罚函数;步骤S5:将在当前时隙k的最佳效用设置为零,进入步骤S11;步骤S6:固定第i个低轨卫星在当前时隙k上的发送功率ptitk,遍历除第i个低轨卫星以外的簇内其他K-1个低轨卫星的发送功率并在不同的发送功率的组合下分别计算第i个低轨卫星和除第i个低轨卫星外的全部低轨卫星在当前时隙k的整体效用,选取其中的最大值来组成第i个低轨卫星在当前时隙k的初始整体最大效用数组uini_max_i,对应的簇内K个低轨卫星各自发送功率均保存于第i个低轨卫星的初始最佳发送功率响应数组pini_best_i_q_matrix,对应的第i个低轨卫星的发送功率组成第i个低轨卫星的初始最佳发送功率数组pini_best_i;步骤S7:i=i+1,并回到步骤S6,直到簇内所有的低轨卫星遍历完成,此时得到初始整体最大效用集合uini_max和对应的初始最佳发送功率响应集合,继续执行步骤S8;步骤S8:分别计算初始最佳发送功率响应集合中的其中一个作为参考卫星的低轨卫星的初始最佳发送功率响应数组与其余的任一个低轨卫星的初始最佳发送功率响应数组的矩阵间最小距离,分别选择最小距离所对应的发送功率的组合作为簇内每个低轨卫星各自博弈后的功率输出结果;步骤S9:利用簇内每个低轨卫星各自博弈后的功率输出结果计算簇内每个低轨卫星在当前时隙k上的效用值和离簇阈值,若任一个低轨卫星效用值低于离簇阈值,则将该低轨卫星做离簇处理,此时K=K-n,n指代低轨卫星效用值低于离簇阈值的卫星个数;步骤S10:将未离簇的簇内所有低轨卫星的博弈后的功率输出结果作为其最佳发送功率,计算簇内的所有低轨卫星在当前时隙k上的效用值之和,并作为当前时隙的最佳整体效用;步骤S11:令k=k+1;随后,若K0,则分别对簇内所有低轨卫星的剩余可见时间进行更新,随后进入步骤S12:若K=0,则直接进入步骤S12;步骤S12:初始化新加入簇内的所有低轨卫星的剩余可见时间,将K+l作为更新的K,l为在新的当前时隙新加入簇内的低轨卫星的个数;步骤S13:若所有时隙遍历完毕,则流程结束,否则返回步骤S2。
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