本發明涉及衛星通信,尤其涉及一種衛星通信網絡的調節方法、裝置、設備、介質及產品。
背景技術:
1、面對日益復雜的通信需求,“全域覆蓋”逐漸成為6g通信的研究方向,由于地面網絡通信在實現“全域覆蓋”方面存在障礙,使得衛星通信網絡在6g通信的“全域覆蓋”研究中成為關注熱點,特別是基于大規模低軌衛星星座的低軌道地球衛星leo衛星通信網絡,因其數據傳輸的時延較小成為衛星通信網絡的研究重點。
2、由于leo衛星通信網絡處于高速運動狀態,使其網絡拓撲具有高動態特征。此外,由于日凌等背景輻噪、極軌道反向縫、大氣湍流、鏈路衰減動態變化等因素,導致leo衛星通信網絡的鏈路性能指標(如光信噪比osnr和比特誤碼概率ber)相比于地面系統更加不穩定,使得leo衛星通信網絡的物理鏈路呈現高動態特征。
3、面對leo衛星通信網絡的網絡拓撲和物理鏈路呈現高動態特征這一缺點,現有方案采用被動調整策略,對網絡拓撲和物理鏈路進行配置調整。但是,在現有被動調整策略下,容易頻繁產生通信鏈路中斷和網絡路由重構。另外,在面對復雜多變的衛星通信環境時仍然不夠靈活高效,同時復雜的鏈路表征會增加控制平面的負擔。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題在于,提供一種衛星通信網絡的調節方法、裝置、設備、介質及產品,能夠有效應對衛星網絡固有的高動態性難題,減少通信鏈路中斷發生,提高衛星網絡的健壯性和靈活性。
2、為了實現上述目的,本發明實施例提供了一種衛星通信網絡的調節方法,包括:
3、將衛星通信網絡中待預測鏈路當前時刻的通信參數輸入至預設的qot分布預測模型,得到所述qot分布預測模型輸出的所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值;其中,所述通信參數包括鏈路配置參數、星歷信息以及天文信息;
4、根據所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值以及所述衛星通信網絡當前時刻的配置參數,調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數以及網絡拓撲層的網絡路由。
5、作為上述方案的改進,所述qot分布預測模型的訓練方法包括:
6、將所述衛星通信網絡中鏈路的歷史通信參數作為輸入數據,將所述歷史通信參數對應的qot分布預測值作為輸出數據;
7、利用所述輸入數據以及所述輸出數據構建動態更新的ai模型;其中,所述ai模型為神經網絡模型、k近鄰模型、支持向量機中的任意一種或多種;
8、根據所述輸入數據以及所述輸出數據對所述ai模型進行優化訓練,得到qot分布預測模型以及所述qot分布預測模型的參數。
9、作為上述方案的改進,當所述ai模型為k近鄰模型時,所述qot分布預測模型的預測過程包括:
10、從高維空間中選擇與所述待預測鏈路當前時刻的通信參數距離最近的通信參數;
11、基于距離最近的通信參數計算下一時刻的實時qot分布;
12、計算下一時刻的實時qot分布的平均數或者中位數,得到所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值。
13、作為上述方案的改進,所述qot分布預測值由ber或osnr決定;
14、當ber≤第二閾值,或osnr≥第一閾值時,表示鏈路性能冗余,將qot分布預測值標記為第二預設值;
15、當第二閾值<ber≤第一閾值,或第二閾值<osnr≤第一閾值時,表示鏈路性能適當,將qot分布預測值標記為第三預設值;
16、當ber>第一閾值,或osnr≤第二閾值,表示鏈路性能欠佳,將qot分布預測值標記為第一預設值;
17、其中,所述第一閾值大于所述第二閾值。
18、作為上述方案的改進,所述根據所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值以及所述衛星通信網絡當前時刻的配置參數,調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數,包括:
19、若下一時刻的qot分布預測值等于所述第一預設值,則按照第一調整方式在所述qot分布預測模型中進行鏈路配置參數虛擬調整,直至所述qot分布預測模型輸出的所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值等于所述第三預設值,根據更新后的鏈路配置參數調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數;
20、若下一時刻的qot分布預測值等于所述第二預設值,則按照第二調整方式在所述qot分布預測模型中進行鏈路配置參數虛擬調整,直至所述qot分布預測模型輸出的所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值等于所述第三預設值,根據更新后的鏈路配置參數調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數;
21、其中,所述第一調整方式包括降低所述鏈路配置參數中的調制階數或單波速率,所述第二調整方式包括提高所述鏈路配置參數中的調制階數或單波速率。
22、作為上述方案的改進,所述根據所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值以及所述衛星通信網絡當前時刻的配置參數,調整所述衛星通信網絡網絡拓撲層的網絡路由,包括:
23、從不同待預測鏈路中選擇鏈路傳輸速率達到預設速率閾值的鏈路,作為候選鏈路;
24、從所述候選鏈路中選擇所述qot分布預測值為所述第二預設值或所述第三預設值的鏈路,作為可選路徑;
25、基于所述可選路徑根據最短路徑算法或最小跳數算法,得到最優路由路徑,調整所述衛星通信網絡網絡拓撲層的網絡路由。
26、作為上述方案的改進,所述方法還包括:
27、若下一時刻的qot分布預測值等于所述第一預設值或所述第二預設值,則根據所述qot分布預測模型輸出的所述待預測鏈路的歷史成功調整策略,調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數以及網絡拓撲層的網絡路由。
28、本發明實施例還提供了一種衛星通信網絡的調節裝置,包括:
29、預測模塊,用于將衛星通信網絡中待預測鏈路當前時刻的通信參數輸入至預設的qot分布預測模型,得到所述qot分布預測模型輸出的所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值;其中,所述通信參數包括鏈路配置參數、星歷信息以及天文信息;
30、調整模塊,用于根據所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值以及所述衛星通信網絡當前時刻的配置參數,調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數以及網絡拓撲層的網絡路由。
31、本發明實施例還提供了一種終端設備,包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執行的計算機程序,所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任一項所述的衛星通信網絡的調節方法。
32、本發明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質包括存儲的計算機程序,其中,在所述計算機程序運行時控制所述計算機可讀存儲介質所在設備執行上述任一項所述的衛星通信網絡的調節方法。
33、本發明實施例還提供了一種計算機程序產品,所述計算機程序產品包括計算機程序或計算機指令,所述計算機程序或所述計算機指令被處理器執行時實現上述任一項所述的衛星通信網絡的調節方法。
34、相對于現有技術,本發明實施例提供的一種衛星通信網絡的調節方法、裝置、設備、介質及產品的有益效果在于:通過將衛星通信網絡中待預測鏈路當前時刻的通信參數輸入至預設的qot分布預測模型,得到所述qot分布預測模型輸出的所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值;其中,所述通信參數包括鏈路配置參數、星歷信息以及天文信息;根據所述待預測鏈路下一時刻的qot分布預測值以及所述衛星通信網絡當前時刻的配置參數,調整所述衛星通信網絡物理鏈路層的鏈路配置參數以及網絡拓撲層的網絡路由。本發明實施例針對衛星通信網絡的星間鏈路狀態信息進行簡化,引入qot作為通信鏈路性能簡化標識符,在控制平面對衛星通信網絡的傳輸質量進行全局表征,并在控制平面引入算法模型,實現對qot的實時分布預測,進而完成通信鏈路配置的動態調整和網絡路由的實時更新,能夠有效應對衛星網絡固有的高動態性難題,通過預先進行鏈路配置參數的調整來減少通信鏈路中斷發生,提高衛星網絡的健壯性和靈活性,通過動態調整鏈路的配置參數(單波速率、調制格式、通信波長、頻譜帶寬等),可以在保證鏈路不中斷的前提下,最大化鏈路的通信速率,提高通信網絡的利用率,在leo衛星通信網絡的建設中具有潛在商業應用價值。