一种多维要素卫星网络评价方法

本发明涉及卫星网络评价，具体是涉及一种多维要素卫星网络评价方法。

背景技术：

1、目前，卫星通信网络凭借其广覆盖、低时延(部署在近地轨道)、宽带化和低成本的特点，成为建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施的重要组成部分，是未来通信产业发展的重要领域。卫星通信网络技术复杂，研制周期长，如果方案选择错误，则无法满足用户的应用需求，将造成巨大的损失。因此，有必要在卫星通信网络系统的论证阶段对其性能进行全方位的评价。

2、卫星通信网络的研究涉及的内容非常广泛，而且卫星通信网络其本身的构型和用途也不同，选择卫星通信网络这一系统作为一个整体进行性能评估是比较困难的。另外，卫星通信网络系统是一个复杂的大系统，涉及卫星、测控站、监测站、信关站、用户组等子系统，各子系统又具有多种多样的性能指标，而且指标之间关系复杂，单一的性能指标难以准确表征卫星通信网络系统的性能优劣。因此，结合多种评估方法是全面、系统评估卫星通信系网络统的必然趋势。

3、近年来，国内外在卫星网络的星座构型设计、卫星网络拓扑和拓扑重构、星间链路和路由策略等方面有广泛的研究，但这些研究大多数都是针对某一类星座或者卫星网络的某一方面，具有一定的分散性，难以实现卫星通信网络的综合评估。

4、公开号为cn114301512b的发明专利提供了一种面向多层低轨卫星网络承载容量评估方法及系统。该发明的有益之处在于：(1)可以根据多层低轨星座系统层数、轨道高度、轨道数、每轨卫星数、轨道倾角、链路速率等参数，评估多层低轨星座系统容量；(2)填补了如今大规模多层低轨星座系统容量评估方法的空缺，可以指导今后多层低轨星座系统的设计。该发明的不足之处在于：高度依赖于特定的参数，限制了它在不同类型的卫星网络系统中的适用性。

5、公开号为cn112187386b的发明专利提供了一种用于天地一体化网络的网络性能评估方法及系统。该方法的有益之处在于综合考虑了底层网络的时空大尺度、高动态特性、差异化路由算法以及用户流量对于各项网络性能指标的影响。该发明的不足之处在于：评估方法复杂，需要大量的计算资源和高级数据处理能力。

6、公开号为cn113610360a的发明专利提供了一种基于战略价值的gso频轨资源效能评估方法，该方法有助于挖掘资源的潜在价值，推动空间事业的可持续发展。该发明的不足之处在于：依赖于大量详细的数据，数据的准确性和时效性对评估结果不佳。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：现有技术通过单一评估目标对卫星网络进行评价的方法，没有考虑用户在卫星通信网络中的重要性，难以满足第六代移动通信天地一体化网络(6g)按需服务的不断发展的需求。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

3、一种多维要素卫星网络评价方法，包括以下步骤：

4、s101、构建多维要素卫星网络评估指标体系；

5、s102、收集用户意图和意图识别结果；

6、s103、采用状态感知技术实时采集卫星通信网络的资源状态信息；

7、s104、对卫星通信网络系统的业务流程进行维度分级；

8、s105、从意图满意度、资源利用率和体系智能度三方面对卫星通信网络进行评价。

9、作为本发明的另一个方面，多维要素卫星网络评估指标体系包括一级指标和二级指标。

10、作为本发明的另一个方面，一级指标包括资源利用率、意图满意度和体系智能度，所述二级指标包括带宽资源、虚拟计算资源、虚拟存储资源、意图到达率、意图完成总时延、意图识别、意图转译、策略生成、数据采集、分析和执行。

11、作为本发明的另一个方面，所述一级指标与所述二级指标的关联关系为：所述资源利用率与带宽资源、虚拟计算资源、虚拟存储资源关联；所述意图满意度与所述意图到达率和所述意图完成总时延关联；所述体系智能度与所述意图识别、所述意图转译、所述策略生成、所述数据采集、所述分析和执行关联。

12、作为本发明的另一个方面，步骤s102包括：用户意图的识别和转译。

13、作为本发明的另一个方面，所述用户意图的识别和转译的过程为：将用户意图以卫星通信网络系统可识别的语法规则进行转换，明确用户意图所包含的场景类型、用户类型、业务类型，即意图参数；根据用户需求意图的场景类型、用户类型、业务类型、源节点、目的节点和优先级，将意图参数转换为卫星通信网络系统的目标网络参数。

14、作为本发明的另一个方面，步骤s103中状态感知技术通过在卫星上部署传感器、链路监测工具和网络流量，实现卫星通信网络的资源状态信息的实时采集。

15、作为本发明的另一个方面，步骤s104为：将业务流程划分为意图识别、意图转译、数据采集、意图分析、策略生成和策略执行六个维度。

16、作为本发明的另一个方面，所述意图分析、所述策略生成和所述策略执行的过程为：基于意图识别结果，根据卫星通信网络系统底层网络的网络需求信息和底层网络的实时资源状态信息，采用策略生成算法生成网络可执行的策略，即卫星通信网络系统执行相应的策略达到用户意图期望的网络状态；根据得到的策略在卫星通信网络系统中执行对应的配置、调整的过程。

17、作为本发明的另一个方面，卫星通信网络系统由空间段、地面段和用户段三部分组成；空间段由卫星星座以及星间通信链路组成；地面段由地球站和辅助部分组成；用户段是卫星网络的终端接入点，包括提供网络接入能力的设备和连接卫星网络的终端，如天线和信号处理器。

18、作为本发明的另一个方面，常用的策略生成算法包括：启发式算法，在资源有限的情况下，快速找到卫星网络配置的可行解，如临时路由调整和带宽分配；遗传算法，用于找到最佳卫星链路配置和资源分配方案；强化学习算法，动态调整卫星链路选择，优化网络服务质量，同时预测网络流量变化。

19、作为本发明的另一个方面，意图满意度的评估为：获取到达卫星通信网络基础设施的信息量与以自然语言形式输入的用户意图所包含的总信息量的比值并作为信息比值；获取卫星通信网络系统响应策略所消耗的时间；将信息比值与卫星通信网络系统响应策略所消耗的时间之比作为意图满意度。

20、作为本发明的另一个方面，所述资源利用率的评估为：获取卫星通信网络系统内多个任务的带宽资源、虚拟计算资源、虚拟存储资源和虚拟内存资源，即资源数据；通过资源数据描述星间可见性；通过资源数据计算资源利用率。

21、作为本发明的另一个方面，体系智能度的评估为：根据卫星通信网络系统的业务流程各个维度的人工程度，对卫星通信网络系统的体系智能度进行评价。

22、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述的多维要素卫星网络评价方法的步骤。

23、本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现前述多维要素卫星网络评价方法的步骤。

24、本发明的有益效果是：

25、(1)本发明从多个角度出发对卫星通信网络系统的用户、卫星网络基础设施、卫星网络系统智能化进行评估，有利于更加全面、系统的评价卫星通信网络系统，有利于卫星通信网络的迭代更新，有利于保障卫星通信网络自身的稳定运行以及对外的稳定服务；

26、(2)本发明将意图满意度添加到卫星通信网络的评估因子中，从用户的角度对卫星通信网络进行评估，符合6g天地一体化网络实现不同业务资源的优化配置、为用户提供及时有效的定制服务的目标需求，有利于在目标多样化、服务场景多变和用户需求个性化的6g网络中进一步促进卫星网络评估从“业务”向“用户”的过渡；

27、(3)本发明将体系智能度加入卫星通信网络的评估因子中，适应6g网络高智能化的发展趋势，随着人工智能和机器学习领域的高速发展，6g网络的智能化程度将再攀高峰，由此新生出来的“智能内生网络”将基于数据采集获得的知识，实现网络的立体感知、决策推理和动态调整，卫星通信网络作为6g网络发展必不可少的一部分，也必将实现高度智能化，因此，在卫星网络评估中引入体系智能度评估因子，有利于推动卫星网络的智能化发展，推动6g天地一体化网络的智能化发展。