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龙图腾网获悉北京邮电大学申请的专利一种适用于多样化业务的多层次低轨星座构型设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116600310B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310396183.2，技术领域涉及：H04W16/22；该发明授权一种适用于多样化业务的多层次低轨星座构型设计方法是由赵晓燕;蔡松淞;王程;文嘉睿;陈若琦;王卫东设计研发完成，并于2023-04-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于多样化业务的多层次低轨星座构型设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种适用于多样化业务的多层次低轨星座构型设计方法，属于无线通信领域；具体包括：首先，建立单星覆盖和多星全球覆盖几何模型，包括P个轨道和每个轨道上分别部署M个卫星的星座构型；然后，建立聚合QoS效用表征模型，针对单个用户，计算该用户的聚合效用函数；当不同类型的用户接入不同层低轨卫星，通过调整星座构型，计算整体系统最优的聚合效用函数；最后，结合部署成本，构建大规模多层次星座构型设计的多目标优化函数以及约束条件；并利用自适应粒子群算法求解得到大规模低轨卫星星座部署参数，最终按照该参数设计多层次低轨星座构型。本发明在充分考虑轨道参数设计满足差异化业务需求的同时考虑了星座部署成本。

本发明授权一种适用于多样化业务的多层次低轨星座构型设计方法在权利要求书中公布了：1.一种适用于多样化业务的多层次低轨星座构型设计方法，其特征在于，具体步骤如下： 步骤一、建立单星覆盖和多星全球覆盖几何模型，包括P个轨道和每个轨道上分别部署M个卫星的星座构型； 步骤二、建立聚合QoS效用表征模型，针对单个用户u，计算该用户的聚合效用函数； 聚合效用函数包括数据传输速率效用函数UrateRu以及时延效用函数UdelayTu； 用户u的聚合效用函数表征为 w1为用户速率效用函数的权重，w2为用户时延效用函数的权重； 其中数据传输速率效用函数UrateRu包括如下两部分： 其中表示用户u的Soft-QoS业务对应的数据传输速率效用函数；表示用户u的Best-effort业务对应的数据传输速率效用函数，p1表示Soft-QoS业务对应的数据传输速率效用函数的斜率，q1表示影响效用函数范围的指数，Ru表示用户u的数据传输速率；Rth表示数据传输速率的阈值需求，p2表示Best-effort业务对应的数据传输速率效用函数的斜率，q2表示影响效用函数范围的指数； 时延效用函数UdelayTu包括如下两部分： 表示用户u的Soft-QoS业务对应的时延效用函数；表示用户u的Best-effort业务对应的时延效用函数；Tu表示用户u的时延；Tu,s表示用户与卫星终端的端到端时延，Pd为效用函数衰减参数；表示用户u的Soft-QoS业务对应的时延容忍最大值，表示用户u的Best-effort业务对应的时延容忍最大值； 步骤三、当不同类型的用户接入不同层低轨卫星，通过调整星座构型，计算整体系统最优的聚合效用函数； 最优聚合效用函数为： N表示部署的星座卫星总数，P表示轨道个数，i表示轨道倾角，UT表示所有用户的总数集合； 步骤四、计算调整星座构型的部署成本，并构建大规模多层次星座构型设计的多目标优化函数以及约束条件； 部署成本包括空间段成本Cspace、卫星制造成本Cconst、发射成本Claunch、保险费Cinsurance和维护成本Cmc；计算如下： 其中，Csat为单颗卫星制造成本，Q表示卫星制造成本的学习曲线斜率；Wsat表示单颗卫星重量，h为单颗卫星的轨道高度；Pα表示轨道个数P对发射成本的影响因子为α；iγ表示轨道倾角为i对于卫星星座部署成本的影响因子γ，β表示保险费用所占比例，Ylife表示卫星轨道寿命； 目标函数以及约束条件如下： U表示所有用户的聚合效用函数之和，即U＝∑URu,Tu；hl表示大规模多层次低轨星座轨道层数为l时的轨道高度；和表示轨道高度hl的上限和下限阈值；il表示大规模多层次低轨星座轨道层数为l时的轨道倾角；和表示轨道倾角il的上限和下限阈值；Pl表示大规模多层次低轨星座轨道层数为l时的轨道个数；和表示轨道个数Pl的上限和下限阈值；Ml表示大规模多层次低轨星座轨道层数为l时的单轨道卫星个数；和表示单轨道卫星个数Ml的上限和下限阈值；gl表示低轨星座轨道层数为l时的卫星对地覆盖重数，G表示地面所需覆盖重数的最大值； 步骤五、利用自适应粒子群算法求解大规模多层次星座构型设计多目标优化问题，最终得到大规模低轨卫星星座部署参数；并按照该参数设计多层次低轨星座构型。

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