[發明專利]一種多波束衛星移動通信系統中的無線資源分配方法

有效

• 申請號: 201310208073.5
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103249159A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張源;楊龍;高西奇;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04B7/185
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種多波束衛星移動通信系統中無線資源分配方法，其特征在于：所述多波束衛星移動通信系統包括N個通信子信道，M個波束覆蓋區域，所述無線資源分配方法包含如下步驟：

（1）設子信道序號初始值n=0，每個波束覆蓋區域的平均吞吐量初始值R=1，每個波束覆蓋區域獲得子信道0的吞吐量增益初始值C=1，轉入步驟（2）；

（2）當子信道序號n=0時，跳入步驟（3）；否則將每個波束覆蓋區域的平均吞吐量R加上該波束覆蓋區域獲得子信道n的吞吐量增益C，從而得到每個波束覆蓋區域的更新后平均吞吐量R=R+C，轉入步驟（3）；

（3）子信道序號n=n+1，將每個波束覆蓋區域獲得子信道n的吞吐量增益C與該波束覆蓋區域的平均吞吐量R的比值作為該波束覆蓋區域的更新后區域權重W=C/R，轉入步驟（4）；

（4）基于步驟（3）獲得的每個波束覆蓋區域的更新后區域權重W，利用單信道資源分配方法對子信道n進行信道分配，并得到子信道n的信道分配方案；所述單信道資源分配方法包含如下步驟：

（a）初始化：將M個波束覆蓋區域劃分為已選區域和未選區域，將所述未選區域劃分為已選區域相鄰區域和已選區域不相鄰區域，所述已選區域的集合用V表示；用波束覆蓋區域i表示已選區域任一波束覆蓋區域，用y_in=1標記子信道n分配給波束覆蓋區域i，y_in=0標記子信道n未分配給波束覆蓋區域i，則所有已選區域的可選標記組合表示了已選區域的一種信道分配方案，所有已選區域的信道分配方案的集合用T表示；初始化時，集合V為空，集合T也為空，M個波束覆蓋區域都是已選區域不相鄰區域，然后轉入步驟（b）；

（b）區域選擇：當不存在已選區域相鄰區域時，隨機選擇一個已選區域不相鄰區域，否則隨機選擇一個已選區域相鄰區域；用波束覆蓋區域k表示所述隨機選擇的未選區域波束覆蓋區域，將波束覆蓋區域k并入到已選區域集合V中，對已選區域的信道分配方案進行擴張，將標記y_kn=1和y_kn=0分別加入到信道分配方案中，將原來的每個已選區域的信道分配方案都擴張為兩個可選信道分配方案，然后轉入步驟（c）；

（c）第一輪過濾：根據相鄰波束覆蓋區域不能共用同一子信道的約束條件，從集合T中排除不滿足約束條件的信道分配方案；將已選區域劃分為內部區域和外部區域，內部區域為相鄰波束覆蓋區域都在集合V的區域，外部區域是存在某相鄰波束覆蓋區域不在集合V的區域；當存在內部區域時，進行第二輪過濾，跳入步驟（d），否則跳入步驟（e）；

（d）第二輪過濾：將外部區域的標記值全部相同的信道分配方案進行比較，計算所有內部區域的波束覆蓋區域的更新后區域權重W之和，保留計算結果最大的信道分配方案，然后轉入步驟（e）；

（e）判斷已選區域是否包含所有波束覆蓋區域，如果是，則計算集合T中的所有信道分配方案的波束覆蓋區域的更新后區域權重W之和，計算結果最大的信道分配方案為單信道資源分配最佳方案，單個子信道的資源分配算法結束，轉入步驟（5）；否則，跳轉入步驟（b）；

（5）當子信道序號n小于信道總數N時，跳轉到步驟（2），否則多波束衛星移動通信系統無線資源分配結束。

2.根據權利要求1所述的一種多波束衛星移動通信系統中無線資源分配方法，其特征在于：所述步驟（e）中，當計算結果最大的信道分配方案有多個時，選擇子信道n分配的波束覆蓋區域數目最多的信道分配方案；當波束覆蓋區域數目最多的信道分配方案有多個時，從波束覆蓋區域數目最多的信道分配方案中隨機選擇一個信道分配方案作為單信道資源分配最佳方案。