[发明专利]一种星载复杂开关网络切换快速搜索方法及系统

说明书

本发明公开了一种星载复杂开关网络切换快速搜索方法及系统，其中，该方法包括如下步骤：步骤一：建立开关网络数学模型；其中，开关网络包括通道、开关和放大器；步骤二：根据开关网络数学模型建立自相容性搜索矩阵；步骤三：对开关网络的所有通道状态进行初始化；步骤四：根据开关网络的所有通道状态的初始化结果对相对应通道的解决方案进行相容性搜索计算。本发明能够对既定的开关网络进行快速的搜索，快速得出星上放大器失效后的切换解决方案，保证给出解决方案的正确性和完备性，突破了目前仍依靠人工进行开关网络枚举搜索，效率较低、完备性较差、易出错的难题。

技术领域

本发明属于通信卫星有效载荷技术领域，尤其涉及一种星载复杂开关网络切换快速搜索方法及系统。

背景技术

随着大容量通信卫星有效载荷技术发展，星载开关网络设计日趋复杂，规模日益庞大。这造成了开关网络在轨使用时，切换开关策略选择的计算量级成几何倍数增加。在用户在轨操作时，以往都是通过表格列出所有可能出现的开关情况，用户通过表格查询来获取开关切换信息。而现阶段，开关网络的在轨用户使用方法仍然是枚举所有的失效可能性，然后通过人孔枚举的方法汇总表格。人工穷举法不仅费时费力，而且随着星上载荷日益复杂，开关网络规模增大，一个开关网络的所有失效可能可达到百万量级，枚举已不可能满足现阶段的使用要求。在放大器在轨出现故障时，用户已几乎不可能在大量枚举结果中快速获取所需要的切换方案，高效地解决卫星有效载荷在轨故障问题。

计算机复杂开关网络用户切换搜索方法鲜有技术报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星载复杂开关网络切换快速搜索方法及系统，能够对既定的开关网络进行快速的搜索，快速得出星上放大器失效后的切换解决方案，保证给出解决方案的正确性和完备性，突破了目前仍依靠人工进行开关网络枚举搜索，效率较低、完备性较差、易出错的难题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一个方面，提供了一种星载复杂开关网络切换快速搜索方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：建立开关网络数学模型；其中，开关网络包括通道、开关和放大器；步骤二：根据开关网络数学模型建立自相容性搜索矩阵；步骤三：对开关网络的所有通道状态进行初始化；步骤四：根据开关网络的所有通道状态的初始化结果对相对应通道的解决方案进行相容性搜索计算。

上述星载复杂开关网络切换快速搜索方法中，在步骤一中，开关网络数学模型包括：放大器和开关的连接关系矩阵即TS矩阵、通道和开关的连接关系矩阵即CS矩阵与开关和开关的连接关系矩阵即SS矩阵；其中，通道用C表示，开关用S表示，放大器用T表示。

上述星载复杂开关网络切换快速搜索方法中，在步骤二中，根据开关网络数学模型建立自相容性搜索矩阵包括：遍历确定任意通道的解决方案以生成Ci矩阵；建立任意两个通道解决方案的相容性矩阵。

上述星载复杂开关网络切换快速搜索方法中，遍历确定任意通道的解决方案生成Ci矩阵包括：以通道为起点进行逆向搜索，按照依次遍历CS矩阵、SS矩阵和TS矩阵的顺序搜索，搜寻从通道到放大器的路径解决方案，搜索到的通道Ci的x个解决方案生成Ci矩阵记为：Ci{Sc1，Sc2，……，Scx}；其中，生成的方案所需记录的所有参数为：使用的开关及其状态、经过的开关数、链路损耗以及使用的放大器。

上述星载复杂开关网络切换快速搜索方法中，建立任意两个通道解决方案的相容性矩阵包括：预设Ci通道有x个解决方案，预设Cj通道有y个解决方案，其中，Ci通道的x个解决方案用Sci1～Scix表示，Cj通道的y个解决方案用Scj1～Scjy表示；根据相容性搜索矩阵的判决方法建立一个x行y列的相容性搜索矩阵，其中，矩阵中1表示相容，0表示不相容。