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一种确定小卫星联合传输模式选择及资源分配的方法

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2025-11-18 11:10:15

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-11-18 11:10:16
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明涉及一种确定小卫星联合传输模式选择及资源分配方法，属于卫星通信技术领域。该方法包括以下步骤：S1：建模时隙标识及无线信道模型；S2：建模小卫星请求数据包传输模型；S3：建模小卫星传输模式关联变量；S4：建模小卫星能量收集模型；S5：建模传输模式选择限制条件、能量收集限制条件及资源分配限制条件；S6：建模成本函数；S7：基于成本函数最小化确定小卫星联合传输模式选择及资源分配策略。本发明通过对小卫星联合传输模式选择及功率分配，可实现网络成本函数优化。

技术层面构建了基于多智能体强化学习的分布式优化框架，通过设计新颖的状态空间和奖励函数，使各卫星能够根据局部信息做出接近全局最优的决策。创新性地提出了分层决策机制，上层进行传输模式选择（包括单播、组播、协作传输等），下层完成功率、时隙和载波等资源的精细分配。算法采用深度Q网络与博弈论相结合的方法，在保证收敛性的同时将计算复杂度控制在可接受范围内，完美适配星上有限的处理能力。引入数字孪生技术，通过地面仿真系统对决策策略进行持续优化。

该技术可广泛应用于各类低轨小卫星星座系统，包括全球宽带互联网、物联网数据采集、对地观测等场景。随着商业航天产业的快速发展，在遥感数据实时下传、应急通信保障、全球环境监测等领域需求迫切。未来还可拓展至深空探测、空间站通信等更广阔领域，成为构建空间信息网络的核心技术之一。预计在各国低轨星座计划推动下，将产生巨大的应用价值。

重庆邮电大学是国家布点设立并重点建设的邮电高校之一，是工业和信息化部与重庆市共建的一所以信息科学技术为特色和优势，工、理、管、文、经、法、艺等多学科协调发展的教学研究型大学。学校发轫于1950年，在烽火连天的抗战时期通信人员培训需求中应运而生，历经多年发展，已成为国家信息通信领域的重要人才培养基地。学校坐落于风景秀丽的重庆市南山风景区，秉承“修德、博学、求实、创新”的校训，在通信、计算机、自动化、微电子等领域享有盛誉，为国家特别是西南地区的信息产业发展输送了大量高素质专门人才，被誉为“中国信息通信人才的摇篮”。

该成果通过优化资源配置可显著提升小卫星系统服务能力，单星效能提升使星座建设成本降低20%以上。经济效益方面，提高频谱利用率带来直接收益，预计可为运营商节省年度运营成本数亿元。社会效益显著，增强全球通信覆盖能力，促进偏远地区信息化建设。环境效益突出，通过降低功耗延长卫星寿命，减少太空垃圾产生，推动航天产业可持续发展。此外，该技术还将提升我国在商业航天领域的国际竞争力。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。