[发明专利]一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法

权利要求书

1.一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.输入每个用户的容量需求、地理位置和优先级；

S2.根据用户优先级和地理位置确认波束中心；

S3.根据波束中心进行用户聚类；

S4.根据单波束容量的变化和用户通信质量优化波束宽度；

S5.输出最终的波束覆盖方案。

2.根据权利要求1所述的一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法，其特征在于，实现所述步骤S1的方法具体包括以下步骤：

S11.根据上级输入获得每个用户的容量需求Rj、优先级、地理位置、波束直径范围[d_min，d_max]、波束数量最大值n_max、波束容量C。

3.根据权利要求1所述的一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法，其特征在于，所述步骤S2中确认波束中心的方法具体包括以下步骤：

S21.按照用户优先级从高到低对所有的用户进行排序，作为待分配集合，波束编号n=1，已分配波束集合为空集；

S22.从待分配集合中选取优先级最高的用户作为筛选对象；判断波束编号是否等于1，如果是，直接进入步骤S23，反之，依次选取已分配波束的中心点，计算波束中心点与筛选对象的距离，选取最短的距离D1；判断D1是否大于等于d_min，如果是，进入步骤S23，反之，将筛选对象移出待分配集合，进入步骤S32；

S23.波束n的中心点为筛选对象的地理位置，筛选对象从属于波束n并将筛选对象移出待分配集合；波束n的直径为d_min；选取用户集合中没有分配所属波束的用户作为判断集合。

4.根据权利要求1所述的一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法，其特征在于，所述步骤S3中根据波束中心进行用户聚类的具体方法包括以下步骤：

S31.依次选取判断集合中的用户i，计算用户i与筛选对象的距离D2；判断D2是否小于等于d_min/2，如果是，用户i从属于波束n，将用户i移出判断集合，反之，重复步骤S31；当i为判断集合中用户数量的最大值，取判断集合和待分配集合的交集作为新的待分配集合；

S32.判断波束编号n是否等于n_max或待分配集合是空集，如果是，进入步骤S41，反之，把波束n加入已分配波束集合，n=n+1，重复步骤S22、步骤S23、步骤S31、步骤S32。

5.根据权利要求1所述的一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法，其特征在于，所述步骤S4中优化波束宽度的方法具体包括以下步骤：

S41.从用户集合中选取没有从属波束的用户，按照用户优先级从高到低进行排序，作为待优化集合；

S42.依次选取待优化集合中的用户j，依次计算已分配波束集合中波束m内所有用户的容量需求之和Cm，以及用户j和波束m中心点的距离D3，以D3为波束半径计算波束容量C1，选取Cm+Rj≤C1的波束作为可分配集合；；

S43.依次计算可分配集合中波束k的中心点与用户j的距离，选取最短的距离D4；判断D4是否小于等于d_max/2，如果是，用户j从属于波束k，将用户j移出待优化集合，波束k的直径更新为D4*2，进入步骤S51；反之，判断当前波束数量是否达到最大值，如果是，将用户j移出待优化集合，进入步骤S51，反之，增加一个新的波束，用户j作为新增波束的中心点，将用户j移出待优化集合，新增波束的直径为d_min，将新增波束加入已分配波束集合，进入步骤S51。

6.根据权利要求1所述的一种高通量卫星波束覆盖区灵活调整方法，其特征在于，所述步骤S5中判断输出最终的波束覆盖方案的方法具体包括以下步骤：

S51.判断待优化集合是否是空集，如果是，输出最终的波束中心、波束直径、波束数量方案；反之，重复步骤S42、步骤S43、步骤S51。