混合业务自适应卫星多址接入算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103248415A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103248415103248415A(43)申请公布日2013.08.14(21)申请号201210022773.0(22)申请日2012.02.02(71)申请人宗鹏地址210016江苏省南京市御道街29号315信箱申请人于佳(72)发明人宗鹏于佳(51)Int.Cl.H04B7/204(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称混合业务自适应卫星多址接入算法(57)摘要本发明所致力解决的问题就如何有效地利用卫星资源的问题。它是基于业务预测的多址接入方式，可以有效地避免由于对卫星资源不了解，无法把握发送的时机而盲目申请造成时隙碰撞，以及反复申请造成的延时和资源浪费。本发明采用的技术手段是：采用基于预测的自适应的卫星接入方式，针对不同类型的业务特征来分配排队的优先级，并以满足QoS的结果作为自适应算法判决的依据。在保障宽带网络各类业务服务质量的同时，有效地利用卫星链路的带宽资源。CN103248415ACN1032485ACN103248415A权利要求书1/1页1.需要保护的是基于预测的自适应接入算法，包括该算法在卫星通信应用中的实现过程，参数的选取，以及对混合业务进行优先排队，并以服务质量(响应延时)为优化准则来选取预测的周期。2CN103248415A说明书1/2页混合业务自适应卫星多址接入算法技术领域：[0001]今后卫星通信的一个重要目标就是为多媒体和高数据速率的Internet应用提供无所不在的通信方式。可以发现，新一代卫星系统将面向个人提供电信服务，与上一代卫星网络的最大区别是承载的业务由低速数据和话音业务变为Internet和多媒体业务。由于卫星网络系统造价昂贵，且卫星带宽资源紧张，所以在保障宽带网络各类业务服务质量的同时，有效地利用卫星链路的带宽资源，是非常重要的课题。本发明所致力解决的问题就如何有效地利用卫星资源的问题。背景技术：[0002]卫星的多址技术很多，较灵活的方式主要有按需分配方式，即由用户终端提出申请然后分配信道。但由于卫星离地面的距离较远，传输时延较大，申请会引起时延和冲突，造成更大的时延。本发明是基于业务预测的多址接入方式，可以有效地避免由于对卫星资源不了解，无法把握发送的时机，盲目申请而发生时隙碰撞，以及反复申请造成的延时和资源浪费。本发明采用的技术手段是：基于预测的自适应的卫星接入方式，针对不同类型的业务特征来分配排队的优先级，并以满足QoS的结果作为自适应算法判决的依据。发明内容：[0003]1)自适应多址算法，[0004]对业务进行优先级分类，然后放入缓存器中排队等待发送。尽管各个业务都有各自的特征，对卫星来说呈现的是混合的结果。因此采用自适应算法对终端接入的业务进行预测。[0005]令为η时刻到达队列的业务量，为根据之前时刻预测缓存器队列中业务量值组成的矢量，[0006][0007]为权矢量，权矢量根据预测和真实的误差自适应地变化。预测与真实值之间的误差可采用最小均方差计算：[0008][0009]其中为k时刻业务到达率的真实值。权值通过下列方法更新：[0010][0011]2)参数的选取准则[0012]预测的效果取决于参数的选取。其中步进值，由计算得出：假定权值初始值为0，并根据上面的公式进行更新。接着，以此来预测缓存器队列长度。通过以上算法，每个终端根据预测的业务到达率来计算每个终端η+d+Tinf时刻缓存器的长度，其中Tinf为终端周期性上报参数的时间间隔，d为往返时延。然后将结果报送NCC。NCC3CN103248415A说明书2/2页根据队列的长度和资源占用情况为每个终端分配带宽。自适应的目标是满足延时最小，因此需要选择适当的上报周期。它与卫星传输时延和业务变化率有密切的关系，也会影响响应时间。附图说明：[0013]图1卫星网络的资源分配过程[0014]图2自适应多址接入算法流程图具体实施方式：[0015]1)卫星资源的分配算法执行需要三个步骤，如图1：[0016]Step1：在η时刻，卫星终端ST计算出时间段[η+d，η+d+Tinf]内的队列长度，预测业务的到达率和优先权系数，把这些参数传送到网管中心NCC。[0017]Step2：在η+d/2时刻，NCC基于ST发送的信息，计算出ST在[η+d，η+d+Tinf]时间算内需要的资源量，并告知各个ST。[0018]Step3：在η+d时刻，ST接收到NCC的信息，按照需求分配资源。[0019]2)根据不同业务对服务质量的最大时延容忍度进行优先级分类，并为其安排占有缓存器的大小和优先发送的级别。然后确定预测频度或上报周期N，并采用上述的自适