[发明专利]基于QoS约束和负载均衡的卫星网络接入选择方法

权利要求书

1.一种基于QoS约束和负载均衡的卫星网络接入选择方法，其特征在于，包括如下：

(1)在地面用户发起业务请求时，确定覆盖当前用户的所有卫星，组成卫星集合S＝{S₁,S₂,S_j,…,S_n}，其中，S_j表示覆盖当前用户的第j个卫星，1≤j≤n，n代表覆盖当前用户的卫星总个数；

(2)判断覆盖当前用户的卫星集合S中各卫星的空闲带宽B_free与用户所期望的最小带宽B_min之间的关系：

若S中卫星的空闲带宽均小于用户请求的业务类型通信所需的最小带宽，即B_free＜B_min，则该用户接入失败，需要重新发起业务请求；

若有多颗卫星的空闲带宽满足B_free≥B_min，则组成可接入卫星集合S'＝{S₁,S₂,S_i,…,S_m}，其中，S_i表示第i个可接入卫星，1≤i≤m，m代表可接入卫星的总个数，继续进行(3)；

(3)根据用户所发出的业务请求，获取业务类型属性值数据和接入方案相关参数数据，计算每颗卫星可提供的QoS综合加权值P₁；

(4)计算每颗候选卫星的网络负载值P₂；

(5)根据(3)和(4)的结果，确定网络综合效用函数值P：

P＝λ₁*P₁+λ₂*P₂，

其中，λ₁表示用户业务请求对P₁的加权系数，λ₂表示用户业务请求对P₂的加权系数；

(6)根据步骤(5)所计算的网络综合效用函数值，选择使对应函数值最小的卫星进行接入：

其中，P_i代表第i个候选卫星，A代表综合效用函数值最小的卫星。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)计算每颗卫星可提供的QoS综合加权值P₁，通过如下公式进行：

其中：表示对归一化传播时延的加权系数；表示对归一化网络抖动的加权系数，表示对归一化网络费用的加权系数；

D_T代表候选卫星的传播时延，D_max代表卫星传播时延的最大值，S_N代表候选卫星的网络抖动等级，S_max代表卫星的最大抖动等级，F_U代表接入当前卫星所需的费用等级，F_max代表卫星的最大费用等级，a表示用户的业务请求对传播时延的依赖度，b表示用户的业务请求对网络抖动的依赖度，c表示用户的业务请求对卫星网络费用的依赖度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)计算每颗候选卫星的网络负载值P₂，通过如下公式进行：

P₂＝e^-x/B，

其中，x表示候选卫星的剩余带宽资源数目，B表示总的带宽资源数目，x/B的值介于0和1之间。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，候选卫星的传播时延D_T，通过如下公式进行计算：

其中，代表用户的坐标，P_s＝[x_s,y_s,z_s]^T代表卫星的坐标，c＝3×10⁸m/s为真空中光速，L、B、H分别表示用户位置的经度、纬度和高度，对于海拔高度为零的地面静止用户，H＝0，表示地球椭圆的卯酉圈曲率半径，R_E＝6378137m为地球椭圆的长半轴，f_E＝1/298.257223563为地球椭球扁率，为地球椭球的第一偏心率。