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专利号: 2021100486132
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:获取用户和卫星星下点的经纬度坐标信息,确定可以覆盖该用户的波束号;

S2:基于网络中所有用户均能够被卫星波束覆盖的约束,以关闭卫星波束为目标,对网络中的可关闭波束集合进行求解;

S3:关闭该集合中的所有波束。

2.根据权利要求1所述的一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法,其特征在于:所述S1中,确定可以覆盖该用户的波束号为:S11:以卫星为坐标原点,以卫星运行方向作X轴,以由卫星指向地球球心方向作Z轴,根据左手定则确定Y轴,建立起卫星本体坐标系;

S12:以卫星本体坐标系为参考,定义卫星点波束B的空间指向v={αb,βb},其中,αb为方位角,βb为俯仰角;

S13:计算在卫星本体坐标系下卫星S指向终端U的方向u={αu,βu},其中,αu为终端相对于卫星运行方向的方位角,βu为终端仰角;

S14:转换为空间向量,通过计算获得空间向量对应的OXYZ表示,即v={xb,yb,zb}与u={xu,yu,zu};

S15:根据空间角度关系计算得到波束指向与卫星终端指向的空间夹角θ',通过判断空间夹角θ'与波束天线的波束宽度角θw的大小确定用户是否被点波束B覆盖。

3.根据权利要求1所述的一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法,其特征在于:所述S2中,对网络中的可关闭波束集合进行求解为:S21:输入由N个集合组成的集合簇{Ui|i=1,2,...,N},每个集合Ui包含M个元素Ui={ei,j|j=1,2,...,M},将各个集合Ui中的元素ei,j按从小到大顺序排列;

S22:查询所有集合Ui中出现次数最多的元素,按从小到大顺序排列,随机选择其中一个元素ek,将该元素存储在集合Bk中;

S23:删除集合簇中包含元素ek的所有集合,更新集合簇{Ui};

S24:判断集合簇{Ui}是否为空集,若为空集,跳至步骤S25;否则,返回步骤S22;

S25:算法结束,输出集合Bk={ek|k=1,2,...,L}中所有元素。

4.根据权利要求1所述的一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法,其特征在于:所述S2中,对决策时间间隔τ的取值,取同轨道中相邻卫星经过同一纬度的时间间隔为一个周期T;根据网络中用户被波束覆盖的时间将周期T进行分片,以用户被覆盖状态改变的时刻tk将周期T划分为有限个时域;其中,某一个用户进入或移出任意波束覆盖区域的时刻均作为决策时间tk,决策时间间隔τ的最优取值为一个变量,取决于相邻两次用户被覆盖状态改变的时刻,即τ=tk+1‑tk。

5.基于权利要求2所述方法的确定覆盖用户波束的方法,其特征在于:在所述波束均采用圆波束模型的低轨卫星网络。