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专利号: 2023110364821
申请人: 成都本原星通科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.获取低轨卫星的状态信息,根据状态信息计算低轨卫星当前的电池寿命;

S2.设置寿命阈值,若低轨卫星当前的电池寿命小于寿命阈值,则启动调整机制更新低轨卫星的发射功率,并触发反馈机制执行步骤S3;

步骤S2所述调整机制的表达式为:

其中,β表示功率调控因子,Tw表示低轨卫星当前的电池寿命,Tt表示寿命阈值,Pbefore表示未经调整的低轨卫星的发射功率,Pafter表示调整后的低轨卫星的发射功率;

S3.根据更新后的发射功率计算低轨卫星的处理业务量,构造携带处理业务量的星地流控帧并反馈至地面设备;

S4.地面设备根据星地流控帧携带的处理业务量调整队列调度策略,重新为不同类型的数据分配带宽资源,包括以下步骤:S41.定义4类非时敏数据和4类时敏数据,为每一类数据设置一个队列,且每一个队列对应一个门控;

S42.根据队列当前存储的数据包大小计算每一类非时敏数据队列的请求速率;

S43.通过星地流控帧携带的处理业务量获取4类非时敏数据队列分配到的总带宽资源,并根据请求速率计算每一类非时敏数据队列的传输速率。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,所述状态信息包括低轨卫星当前的电池充放电循环次数、每一次放电使用的电池容量、每一次放电的电压和发射功率。

3.根据权利要求2所述的一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,根据状态信息计算低轨卫星当前的电池寿命,计算公式为:其中,Tw表示低轨卫星当前的电池寿命,N表示低轨卫星当前的电池充放电循环次数,Ci表示低轨卫星的电池第i次放电使用的电池容量,Ui表示低轨卫星的电池第i次放电的电压,Ps表示低轨卫星的发射功率,Us表示低轨卫星的发射功率为Ps时消耗的电压,Uw表示低轨卫星的电池提供给发射机的电压,α表示发射机功率放大器占卫星设备功率消耗的比例。

4.根据权利要求1所述的一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,调整机制还包括约束条件C0和C1;其中约束条件C0是对发射功率与传输距离的约束,表示为:C0:

Pt(dBm)≤20lgdmin(km)+Ct(dB)‑Gt(dB)+32.44+20lgf(MHz)+Cr(dB)+Pr(dBm)+Gr(dB)

约束条件C1是对功率调控因子β的约束,表示为:

C1:

L′=20lgdmin(km)+Ct(dB)‑Gt(dB)+32.44+20lgf(MHz)+Cr(dB)+Pr(dBm)+Gr(dB)

其中,dmin表示星地间最小传输距离,Ct表示发送端接头和电缆损耗,Gt表示发送端天线增益,f表示工作频率,Cr表示接受端接头和电缆损耗,Pr表示接受端灵敏度,Pt表示发送端功率。

5.根据权利要求1所述的一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,步骤S3构建的携带处理业务量的星地流控帧包括12字节的携带标签字段,其用于存放低轨卫星的处理业务量与信道容量。

6.根据权利要求1所述的一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,地面设备根据星地流控帧携带的处理业务量调整队列调度策略后,数据传输过程包括:S431.接收数据并分类放入对应队列;

S432.判断是否有门控开启,若是,则进入步骤S433,若不是,则返回步骤S431;

S433.判断开启的门控所对应的队列是否属于非时敏数据,若是,则该队列的数据根据调整后的队列调度策略进行控制,并传输到优先级调度模块,若不是,则该队列的数据直接传输到优先级调度模块;

S434.优先级调度模块根据优先级从高到低的次序输出数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于卫星电池寿命的资源分配方法,其特征在于,步骤S4地面设备根据星地流控帧携带的处理业务量调整队列调度策略,调整后的队列调度策略与电池寿命满足下列关系:其中,β表示功率调控因子,Bts表示经过地面设备调度机制调整后的时敏队列业务量,SRnts表示经过地面设备调度机制调整后的非时敏队列传输速率,N表示低轨卫星当前的电池充放电循环次数,Ci表示低轨卫星的电池第i次放电使用的电池容量,Ui表示低轨卫星的电池第i次放电的电压,Us表示低轨卫星的发射功率为Ps时消耗的电压,Tt表示寿命阈值,α表示发射机功率放大器占卫星设备功率消耗的比例,Tw表示低轨卫星当前的电池寿命,Uw表示低轨卫星的电池提供给发射机的电压。