面向极寒环境的卫星通信智能控制方法及系统与流程

本发明涉及面向极寒环境的卫星通信智能控制方法及系统，属于卫星通信。

背景技术：

1、面向极寒环境的卫星通信智能控制是指利用多源信息融汇、链路质量预测、冗余资源调度及环境自适应防护等技术手段，对部署于高寒高纬度场景中的移动卫星通信终端进行全链路状态感知、切换决策生成与执行闭环控制，以保障极端低温条件下通信连续性、降低链路中断频次、提升频谱资源利用效率的技术体系。

2、传统的卫星通信控制方式，主要依赖于固定阈值触发和人工干预的半自动操作，例如通过预设单一信号质量门限（如信噪比低于某固定值）来触发天线切换，或通过操作人员根据经验判断执行手动对星与频段选择，这种方式无法综合多种感知信息对链路退化趋势进行提前预判，缺乏对多轨道卫星覆盖交替窗口与极端环境耦合影响的全局量化分析能力，在面对高纬度区域地球静止轨道卫星低仰角盲区、暴风雪致天线罩冰雪附着、以及极低温元器件性能漂移等复合恶劣工况时，极易出现链路中断延长、切换时机滞后、设备冷启动困难等问题，难以满足极地航道、高寒边防及极地科考等场景对通信连续性与自主运行能力的刚性需求。

技术实现思路

1、本发明提供面向极寒环境的卫星通信智能控制方法及系统，其主要目的在于提高卫星通信面向极寒环境的适应性。

2、为实现上述目的，本发明提供的面向极寒环境的卫星通信智能控制方法，包括：

3、获取极寒场景中卫星通信终端的终端感知信息，基于所述终端感知信息，确定所述卫星通信终端的终端唤醒次序，以建立所述卫星通信终端的初始冗余资源池；

4、基于所述初始冗余资源池，分析所述极寒场景中的特征关联情形，基于所述特征关联情形，建立所述极寒场景的加权评判网络；

5、通过所述加权评判网络，输出所述极寒场景的最优目标模态和置信水平分值，根据所述最优目标模态、所述置信水平分值以及所述初始冗余资源池，确定所述极寒场景的链路迁移指令；

6、生成所述链路迁移指令的射频开关调度，以构建出所述极寒场景的无缝切换解集；

7、确定所述无缝切换解集的防护系数，根据所述防护系数，确定所述极寒场景的通信目标态，以执行所述极寒场景的自主调控。

8、可选地，所述确定所述卫星通信终端的终端唤醒次序，包括：

9、对所述终端感知信息进行温度梯度分级处理，得到唤醒优先级标签；

10、对所述唤醒优先级标签进行健康状态校验处理，得到有序唤醒序列；

11、基于所述有序唤醒序列，确定所述卫星通信终端的终端唤醒次序。

12、可选地，所述对所述终端感知信息进行温度梯度分级处理，得到唤醒优先级标签，包括：

13、计算出所述终端感知信息对应的模块温度梯度系数；

14、基于预设分级阈值，对所述模块温度梯度系数进行分级映射处理，得到初步唤醒等级；

15、对所述初步唤醒等级进行功耗递增排序编排处理，得到唤醒优先级标签。

16、可选地，所述建立所述卫星通信终端的初始冗余资源池，包括：

17、将所述终端感知信息中通过健康状态校验的可用硬件单元按单元类型分组注册处理，得到可用天线集合与可用基带集合；

18、对所述可用天线集合与可用基带集合进行全连接交叉映射处理，得到初始冗余资源矩阵，以建立所述卫星通信终端的初始冗余资源池。

19、可选地，所述基于所述初始冗余资源池，分析所述极寒场景中的特征关联情形，包括：

20、基于所述初始冗余资源池，建立所述极寒场景的切换备选集合；

21、对所述切换备选集合中各候选链路进行链路质量预测处理，得到各候选链路对应的链路质量指标及剩余可用时长；

22、提取所述切换备选集合中的环境侧特征和链路侧特征；

23、基于所述链路质量指标及所述剩余可用时长，对所述环境侧特征和所述链路侧特征进行跨维度关联分析处理，得到所述极寒场景的特征关联情形。

24、可选地，所述基于所述特征关联情形，建立所述极寒场景的加权评判网络，包括：

25、对所述特征关联情形进行特征关联建模处理，得到特征关联网络；

26、基于所述特征关联网络，对所述极寒场景的候选链路进行多属性加权融合处理，得到链路加权评判矩阵；

27、基于所述链路加权评判矩阵，建立所述极寒场景的加权评判网络。

28、可选地，所述根据所述最优目标模态、所述置信水平分值以及所述初始冗余资源池，确定所述极寒场景的链路迁移指令，包括：

29、对所述最优目标模态与所述置信水平分值进行决策校验处理，得到可执行目标模态；

30、对所述可执行目标模态与所述初始冗余资源池进行射频路径映射处理，得到目标链路建立指令；

31、基于所述目标链路建立指令，生成所述极寒场景的链路迁移指令。

32、可选地，所述生成所述链路迁移指令的射频开关调度，包括：

33、提取所述链路迁移指令中的目标天线标识与目标基带标识，以生成所述链路迁移指令的第一调度指令集，所述第一调度指令集用于在保持所述链路迁移指令对应原射频通路连通的前提下建立目标射频通路；

34、基于所述第一调度指令集，生成用于启动所述原射频通路与所述目标射频通路双通路并行传输的第二调度指令集；

35、基于所述第二调度指令集，生成用于释放所述原射频通路对应通路资源的第三调度指令集；

36、结合所述第一调度指令集、所述第二调度指令集及所述第三调度指令集，生成所述链路迁移指令的射频开关调度。

37、可选地，所述基于所述射频开关调度，构建出所述极寒场景的无缝切换解集，包括：

38、对所述射频开关调度执行后的各链路进行稳定确认处理，得到链路就绪状态；

39、基于所述链路就绪状态，对所述射频开关调度执行后的各链路进行释放状态确认处理，得到释放完成状态；

40、结合所述链路就绪状态和所述释放完成状态，构建出所述极寒场景的无缝切换解集。

41、为了解决上述问题，本发明还提供面向极寒环境的卫星通信智能控制系统，所述系统包括：

42、资源池构建模块，用于获取极寒场景中卫星通信终端的终端感知信息，基于所述终端感知信息，确定所述卫星通信终端的终端唤醒次序，以建立所述卫星通信终端的初始冗余资源池；

43、加权评判网络建立模块，用于基于所述初始冗余资源池，分析所述极寒场景中的特征关联情形，基于所述特征关联情形，建立所述极寒场景的加权评判网络；

44、链路迁移指令确定模块，用于通过所述加权评判网络，输出所述极寒场景的最优目标模态和置信水平分值，根据所述最优目标模态、所述置信水平分值以及所述初始冗余资源池，确定所述极寒场景的链路迁移指令；

45、无缝切换解集构建模块，用于生成所述链路迁移指令的射频开关调度，以构建出所述极寒场景的无缝切换解集；

46、场景管控处理模块，用于确定所述无缝切换解集的防护系数，根据所述防护系数，确定所述极寒场景的通信目标态，以执行所述极寒场景的自主调控。

47、相比于背景技术所述问题，本发明通过在卫星通信终端上电启动阶段获取极寒场景中的终端感知信息，基于所述终端感知信息确定终端各功能模块的分级唤醒次序，可以在极端低温环境下保障终端核心器件的安全启动；其次，本发明通过基于所述初始冗余资源池，分析所述极寒场景中的特征关联情形，可以了解所述极寒场景中的各状态参数对通信链路的关键耦合特征；本发明根据所述最优目标模态、所述置信水平分值以及所述初始冗余资源池确定所述极寒场景的链路迁移指令，可以在终端本地完成切换决策与执行调度的闭环，实现不依赖中心站人工干预的自适应无缝切换，无需频繁上报核心网以保护极地薄弱回传链路资源；本发明通过生成所述链路迁移指令的射频开关调度，可以得到各候选链路在射频开关矩阵重构后的实际连通状态与同步更新的冗余资源编目，为后续无缝切换解集的构建处理提供依据；最后，本发明通过确定所述无缝切换解集的防护系数，可以在链路切换完成后的第一时间评估当前天线指向机构持续跟踪卫星的伺服功耗与天线罩区域电加热温控的联合热负载，从而在通信质量保障与极寒防护能耗之间取得动态平衡。因此，本发明可以提高卫星通信面向极寒环境的适应性。