[發明專利]一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統及方法

有效

• 申請號: 201711043540.8
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107872900B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫漢汶;和欣;趙哲;惠蕾放;馬偉
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04L1/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

1.一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于包括：用戶總業務到達率計算單元、用戶優先級劃分單元、時隙碰撞概率計算單元、用戶接入延遲估計單元、S-ALOHA協議穩定性評估單元和迭代計算單元；

用戶總業務到達率計算單元，根據用戶的新業務到達率和信號在單個時隙傳輸的碰撞概率，得到信號在時隙成功傳輸為止時用戶的平均嘗試次數，以及用戶總業務到達率；

用戶優先級劃分單元，對所有用戶組成的集合進行劃分，將不同的用戶劃分到不同的優先級集合中，設定優先級集合的重復發送因子，將優先級集合的重復發送因子設定為該集合的編號值，則得到經過用戶優先級劃分后的系統總業務到達率；把系統總業務到達率送給時隙碰撞概率計算單元；

時隙碰撞概率計算單元，按照系統業務到達服從泊松過程進行計算，根據系統的總業務到達率Λ可以得到單個時隙的碰撞概率，再根據用戶總業務到達率Λ與單個時隙的碰撞概率的關系聯立方程組計算出單個時隙的碰撞概率，送至用戶接入延遲估計單元；

用戶接入延遲估計單元，對用戶的接入延遲進行估計，根據當前時隙的碰撞概率，得到單次接入信號成功傳輸的概率，當前用戶對應的接入信號成功傳輸平均嘗試次數，用戶的平均接入延遲T_i；將用戶的平均接入延遲T_i送至迭代計算單元；

S-ALOHA協議穩定性評估單元：對優先級劃分后的用戶接入采用的S-ALOHA協議的穩定性進行評估，若系統的總業務到達率Λ和單個時隙的持續時間T滿足要求，則S-ALOHA協議不穩定，否則S-ALOHA協議穩定；

迭代計算單元，根據用戶的平均接入延遲T_i和對接入延遲的要求，對用戶優先級劃分進行調整，逐步增加不滿足接入時延要求用戶的優先級和重復發送因子；對用戶優先級劃分進行調整后，當所有用戶的接入時延滿足需求或到達設定的調整最大次數時，將最后一次調整的用戶優先級確定為最終的用戶優先級。

2.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：信號碰撞是指兩個或兩個以上的用戶在相同的時隙進行傳輸，信號碰撞會導致相關用戶信號傳輸失敗。

3.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：信號在時隙成功傳輸為止，用戶的平均嘗試次數M為

式中，k為求和變量，p(0)為時隙成功傳輸概率。

4.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：用戶總業務到達率λ′_i為：

式中，λ_i表示用戶的新業務到達率。

5.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：信號在時隙成功傳輸是指當前時隙用戶發送的信號未發生碰撞，系統的總業務到達率Λ和單個時隙的持續時間T滿足的要求為ΛT＞1。

6.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：將時間軸劃分為若干個相同的時間段，每一個時間段作為一個時隙，每個用戶可以在任何一個時隙內發送至多一個消息，消息即為分組。

7.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：用戶第一次發送的信號稱為該用戶的新業務，若該信號未成功傳輸，則用戶將在之后的某個時隙重新發送該信號，將這些重傳信號稱為重傳業務，用戶的總業務包括新業務和重傳業務。

8.根據權利要求1所述的一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，其特征在于：假設系統中重復發送因子的取值范圍為[1,N]，則得到經過用戶優先級劃分后的系統總業務到達率為:

式中，λ_i為用戶的新業務到達率，p(0)為時隙成功傳輸概率；

U_i為接入優先級編號為i的用戶集合。