本发明属于混合卫星地面网络频谱共享，具体涉及一种基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法。
背景技术：
1、整合卫星网络和地面网络来构建全球无缝覆盖的立体网络，已成为第六代(6g)网络技术发展的重要方向。第五代(5g)网络和以往系统中的专用频谱分配会降低频谱资源的利用率，随着无线数据流量的指数级增长，可用低频资源的稀缺性变得更加严重。卫星通信链路具有长距离的特点，当卫星终端位于建筑物内时，很容易受到遮蔽效应的影响，导致与卫星的视距通信中断。通过部署地面中继器协助卫星传输的混合卫星地面中继系统可以解决中断的问题。因此，用于中继信号的地面中继方案在混合卫星地面网络中可以提高卫星链路的信道容量。
2、硬件电路的射频前端通常会受到相位噪声、i/q不平衡和放大器非线性的影响，硬件损伤会影响使用解码转发(decode-and-forward,df)和放大转发(amplify-and-forward,af)中继协议的网络性能。在中继辅助传输的混合卫星地面网络中，机会性中继选择方案(opportunistic relay selection scheme,orss)选择两跳链路瞬时端到端增益最大的基站作为中继节点，而部分中继选择方案(partial relay selection scheme,prss)选择具有最大单跳链路增益的节点。由于卫星终端需要与卫星建立通信，且容易被建筑物遮挡，主要考虑卫星上行链路的研究，基于df中继协议改善卫星网络的中断性能。基于df的中继选择方案在中继节点解码，计算复杂度相对较低。未来室内基站的覆盖范围更小，系统容量更大。因此，对于受遮蔽效应影响的卫星终端，可以将基站作为卫星链路的中继节点。
3、综上所述，现有方法仍然存在由于硬件的非线性效应导致中继选择方案的性能差，以及低频资源稀缺的问题，提出一种新的混合卫星地面网络频谱共享方法是十分必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的是为解决现有方法存在的中继选择方案性能差以及低频资源稀缺的问题，而提出了一种基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法。
2、本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
3、一种基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，所述方法具体包括以下步骤：
4、步骤1、基于卫星、卫星终端、中继站和地面用户构建混合卫星地面网络的频谱共享模型；卫星终端上行链路与地面用户上行链路共享频率；
5、步骤2、中继站采用df协议接收来自卫星终端和地面用户的信息，通过对接收到的信息进行解码来获取原始信息，并将获取的原始信息发送至卫星；再根据混合卫星地面网络频谱共享模型，来构建中继站和卫星的接收信号模型；
6、根据中继站的接收信号模型计算卫星终端到各中继站链路的sindr值根据卫星的接收信号模型计算q到卫星链路的sindr值γqd，q∈(s,ri)；
7、根据sindr值和γqd，来选择orss方案采用的中继站，根据选择的中继站进行混合卫星地面网络频谱共享。
8、本发明的有益效果是：
9、针对混合卫星地面网络中卫星通信链路的遮蔽效应，以及频率利用率低导致低频资源稀缺的问题，设计一种基于orss方案的混合卫星地面频谱共享系统，提高卫星网络的覆盖范围和稳定性。在考虑共信道干扰和硬件损伤的同时，中继选择的目标是在卫星与地面频谱共享的基础上，使系统的中断概率最小化，信道容量最大化。通过推导卫星上行链路采用和不采用ds链路辅助传输时中断概率的闭式和渐进表达式，考虑共信道干扰和硬件损伤对性能的影响，表明本发明混合卫星地面网络中频谱共享的可行性，本发明的混合卫星地面网络频谱共享方法解决了由于硬件损伤导致中继选择方案性能差以及共信道干扰导致的低频资源稀缺的问题。
1.基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述混合卫星地面网络的频谱共享模型包括1个卫星终端s、1个卫星d、n1个中继站r和m个地面用户c，将s→ri链路的信道系数记为将s→d链路的信道系数记为hsd，将cj→ri链路的信道系数记为将ri→d链路的信道系数记为
3.根据权利要求2所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述中继站的接收信号模型为：
4.根据权利要求3所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述卫星接收到的信号为：
5.根据权利要求4所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述根据sindr值和γqd，来选择orss方案采用的中继站；具体为：
6.根据权利要求5所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述方法还包括步骤3至步骤7，所述步骤3至步骤7具体为：
7.根据权利要求6所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：
8.根据权利要求7所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述根据地面链路的衰落信道模型构建地面链路的中断概率模型，具体为：
9.根据权利要求8所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述根据地面链路和卫星链路的中断概率模型构建基于orss方案的中断概率模型，具体为：
10.根据权利要求9所述的基于机会性中继选择的混合卫星地面网络频谱共享方法，其特征在于，所述步骤6的具体过程为：
