[发明专利]一种多轨道器中继通信方法

权利要求书

1.一种多轨道器中继通信方法，其特征在于，包括：

业务协调阶段，包括利用预设轨道器接入优选函数进行博弈计算，生成轨道器服务计划并广播发送；其中，所述预设轨道器接入优选函数用于确定每个工作时隙以单位传输容量条件下系统成本最低为目标用户终端选择接入的轨道器；

业务服务阶段，包括各轨道器与用户终端之间根据所述轨道器服务计划建立数据传输通道，完成中继通信服务。

2.根据权利要求1所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述系统成本，是根据轨道器的航天机构间权重因子、轨道器的在轨存储状态权重因子、轨道器的邻近空间距离权重因子、轨道器存储成本、用户终端与轨道器近距无线链路的信息传输成本计算得到的。

3.根据权利要求1所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述预设轨道器接入优选函数如下：

其中，Orbiter(t)表示第t个工作时隙用户终端选择接入的轨道器，TP_t⁽ⁿ⁾表示第t个工作时隙轨道器n的数据传输吞吐量，表示第t个工作时隙轨道器n所属中继全程链路的系统成本，n表示轨道器编号。

4.根据权利要求3所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述第t个工作时隙轨道器n所属中继全程链路的系统成本是利用如下系统成本函数得到的：

c(q)～(1-q)^-α1，d(r′)～r′²，

其中，c(q)表示轨道器存储成本函数，q表示轨道器存储百分比，α1表示轨道器存储成本函数的幂指数，d(r’)表示用户终端与轨道器近距无线链路的信息传输成本，r’表示用户终端与轨道器之间近距无线链路空间距离，表示轨道器n的航天机构间权重因子；轨道器n的在轨存储状态权重因子，表示轨道器n的邻近空间距离权重因子。

5.根据权利要求4所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述轨道器存储百分比是通过已用存储空间除以存储空间总量获得的。

6.根据权利要求5所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述已用存储空间利用如下计算式得到：

其中，V(t)表示第t个工作时隙已用存储空间，V₀表示跟踪弧段内入站时刻的初始占用存储空间；r₁(i’)表示跟踪弧段内第i’个工作时隙用户终端中继输入速率，i’≤t；I(·)表示存在性函数，所述存在性函数表示当前工作时隙是否存在输入/输出；r₂(j’)表示跟踪弧段内第j’个工作时隙轨道器科学观测速率，j’≤t；r₃(k)表示跟踪弧段内第k个工作时隙轨道器直接对地速率，k≤t。

7.根据权利要求1所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述业务协调阶段，还包括：

各轨道器向用户终端发布空闲窗口、轨道根数及提交服务申请，其中，所述空闲窗口是轨道器能够向用户终端提供中继通信服务的时间段；

用户终端向各轨道器发送预定轨迹/运动区域及轨道器服务计划。

8.根据权利要求1所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述服务申请包括第一服务申请和第二服务申请；

所述第一服务申请的提交时间为在次日空闲窗口发布之后、当日最后一圈出站前，且所述第一服务申请中所有服务窗口的最早开始时间与最晚结束时间均在次日时间范围内；

所述第二服务申请的提交时间为空闲窗口内。

9.根据权利要求1所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述业务服务阶段，还包括：

进行空间数传链路切换或用户终端速率切换。

10.根据权利要求1所述的多轨道器中继通信方法，其特征在于，所述中继通信服务，包括：

在弯管转发工作模式下，某一服务窗口内中继全程链路的建立，包括：

直接对地链路建立阶段：在轨道器服务计划中的直接对地链路服务申请发送时间，在直接对地链路可用的条件下，轨道器与深空站建立通信链路，并传递轨道器状态信息；

近距无线链路建立阶段：近距无线链路建立成功后，轨道器与用户终端能够交换轨道器状态、用户终端状态、前向用户终端数据、返向用户终端数据及用户终端传输状态控制信息；中继通信服务结束后，轨道器与用户终端之间先关闭近距无线链路通道，之后释放轨道器与深空站的通信链路。