低轨卫星星座动态波束关闭算法

刘帅军; 胡月梅; 范春石; 凌腾; 刘立祥

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020065

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低轨卫星星座动态波束关闭算法

学术通信 | 更新时间：2024-06-05

- 低轨卫星星座动态波束关闭算法
- Dynamic beam shut-off algorithm for LEO satellite constellation
- 通信学报 2020年41卷第4期页码：190-196
- 作者机构：
  
  1. 中国科学院软件研究所，北京 100190
  2. 北京中科宇航探索技术有限公司，北京 101100
  3. 航天东方红卫星有限公司，北京 100094
- 作者简介：
  
  [ "刘帅军（1988- ），男，河北邢台人，博士，中国科学院软件研究所助理研究员，主要研究方向为卫星通信、低轨星座网络、卫星5G融合" ]
  [ "胡月梅（1979- ），女，安徽舒城人，北京中科宇航探索技术有限公司工程师，主要研究方向为卫星网络架构和协议栈" ]
  [ "范春石（1982- ），男，吉林辽源人，航天东方红卫星有限公司高级工程师，主要研究方向为微小卫星及其群网系统" ]
  [ "凌腾（1994- ），男，湖北麻城人，中国科学院软件研究所助理工程师，主要研究方向为空间信息网络管控、网络资源调度、空间网络通信协议等" ]
  [ "刘立祥（1973- ），男，安徽安庆人，博士，中国科学院软件研究所研究员，主要研究方向为卫星组网及路由、卫星网络仿真" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划基金资助项目(2016YFB0501104)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2020065
  中图分类号： TN927+.2
- 网络出版日期：2020-04，
  
  纸质出版日期：2020-04-25
- 稿件说明：
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刘帅军, 胡月梅, 范春石, 等. 低轨卫星星座动态波束关闭算法[J]. 通信学报, 2020,41(4):190-196.

Shuaijun LIU, Yuemei HU, Chunshi FAN, et al. Dynamic beam shut-off algorithm for LEO satellite constellation[J]. Journal on communications, 2020, 41(4): 190-196.
刘帅军, 胡月梅, 范春石, 等. 低轨卫星星座动态波束关闭算法[J]. 通信学报, 2020,41(4):190-196. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2020065.

Shuaijun LIU, Yuemei HU, Chunshi FAN, et al. Dynamic beam shut-off algorithm for LEO satellite constellation[J]. Journal on communications, 2020, 41(4): 190-196. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2020065.

摘要

针对低轨多波束卫星星座网络中空间段卫星对地覆盖不均匀导致某些区域相对密集，造成严重的波束间干扰与不必要的波束资源开销等问题，提出了在满足覆盖等要求下的波束关闭算法。以多波束低轨星座网络为研究对象，分析并建立了低轨星座网络波束关闭的最优化问题，进而分析并论证了该问题的NP完全属性，给出了探索式求解方法。以共计3 168个波束的铱星星座网络为仿真场景，仿真分析了所提出的探索式波束关闭算法。仿真结果表明，所提算法仅需要1 913个波束即可实现对全球区域的连续覆盖，降低了39.61 %的波束资源开销。

Abstract

Aiming at the problems of the relatively dense coverage of the satellites in the space segment of the low earth orbit (LEO) multibeam satellite constellation network

which resulted in relatively dense areas in some regions

causing severe inter-beam interference and unnecessary beam resource overhead

a beam shut-off algorithm was proposed with global coverage requirements.The dynamic beam shut-off (DBSO) optimization problem was formulated in LEO multibeam satellite constellation network.Then

the problem was proved to be NP-complete and a heuristic DBSO algorithm was proposed.Simulation scenario considers the Iridium constellation network scenario with total 3 168 beams

and it shows that the number of required activated beams is only 1 913 with 39.61% beam resource reduction.

关键词

Keywords

references

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