一种低轨卫星通信系统的信道分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107241134A(43)申请公布日2017.10.10(21)申请号201710505485.3(22)申请日2017.06.28(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人李国嘉刘军王婧(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人李晓光(51)Int.Cl.H04B7/185(2006.01)H04W72/04(2009.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种低轨卫星通信系统的信道分配方法(57)摘要本发明涉及一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道占用率动态调整信道分配方案，包括以下步骤：通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；由终端向卫星控制中心发送资源请求；资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配。本发明将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，充分利用信道资源并最大程度上满足不同用户需求，不可避免的牺牲小部分低优先级业务的情况下保证了系统的整体服务质量处于较高水平。CN107241134ACN107241134A权利要求书1/2页1.一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道占用率动态调整信道分配方案，包括以下步骤：通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；由终端向卫星控制中心发送资源请求；资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配。2.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：如果普通信道中没有空闲信道，则低轨卫星通信系统判断接入请求优先级，若为高等级业务则判断预留信道中相应等级信道是否存在空闲；如果预留信道中相应等级信道存在空闲，则直接为用户进行信道分配。3.按权利要求2所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：如果接入请求为普通业务或预留信道中相应等级信道没有空闲信道，则采用增强型排队策略；如果排队截止时间未到，则重新尝试接入；如果排队截止时间到，仍未接入，则接入失败。4.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道，其中预留信道分配过程为：预留信道包括一类业务新呼叫截止门限k1、二类业务新呼叫截止门限k2、一类业务切换截止门限k′1和二类业务切换截止门限k′2，即，k1与k2间的信道允许二类新呼叫和切换呼叫接入；k2与k′1间的信道只允许切换呼叫接入；而k′1与k′2间的信道只允许二类业务的切换呼叫接入；k1以上为普通信道，允许任何业务接入，Cthresh1和Cthresh2是普通信道占用数量的阈值；采用差分进化算法求解动态信道预留的阈值k，根据预留模型和以上假设，建立信道分配的Markov过程。5.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于还包括以下步骤：通过服务等级判断服务质量，具体为：定义服务等级(GoS，GradeofService)为：其中，αi表示第i类业务的影响因子，β表示新呼叫的影响因子，γ表示切换呼叫的影响因子，GoS是信道预留门限ki的函数，其值越小，服务质量越高。6.按权利要求4所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：普通信道的分配过程如下：终端根据业务类型和优先级的不同请求不同的信道数目，每个业务的信道请求都包含标准带宽与理想带宽；卫星系统周期性检测各个波束小区的普通信道占用数量Cr，当占用数量小于阈值Cthresh1，即Cr<Cthresh1时，控制中心满足业务的理想带宽需求；若随用户数量增加，Cr>Cthresh2，则仅满足低优先级用户的标准带宽需求，保持信道占用2CN107241134A权利要求书2/2页数量不高于阈值Cthresh1；如果仍高于阈值，则高优先级用户释放信道，直到高优先级用户仅剩下标准带宽或信道占用数量低于阈值Cthresh1；若Cr>Cthresh1，则控制中心满足业务的标准带宽需求；如果用户数量减少到Cr<Cthresh1，按用户优先级顺序满足理想带宽。7.按权利要求6所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：信道释放阈值Cthresh2大于阈值Cthresh1。8.按权利要求1或3所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特