[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

本發明涉及一種支持區分服務的衛星信道S?ALOHA接入系統及方法，在S?ALOHA協議基礎上，采用了重復發送策略降低高優先級用戶的接入時延，實現區分服務；本發明研究了用戶在衛星信道條件下采用S?ALOHA動態接入的時延與總業務到達率關系的基礎上，改進了用戶接入請求的確認方式，提出了重復發送策略，即用戶可以在未收到接入請求確認情況下可連續發送多個請求，通過對不同終端重復發送因子的控制實現區分服務。這種方法可以簡單有效地提升衛星通信系統在用戶接入階段時的區分服務能力，給出用戶接入時延的定量估計，為保障用戶的QoS提供輔助決策支持。

技術領域

本發明涉及一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統及方法，屬于通信技術領域。

背景技術

現有的衛星信道S-ALOHA接入存在如下問題：

(1)通常情況下，所有用戶的S-ALOHA協議參數為固定配置，不能根據整個衛星通信系統的狀態進行調整，導致用戶在不同時間不同位置無法獲得一致的接入服務質量和可預期的接入時延。

(2)S-ALOHA協議本身不支持不同用戶間的區分服務特性，無法滿足高優先級用戶在接入階段的優先服務需求。

(3)通常情況下，采用S-ALOHA協議進行接入的衛星通信系統不對系統的總業務到達率進行控制，當用戶數量增加時，有可能導致系統進入S-ALOHA協議的不穩定區，加重了信道沖突，嚴重影響用戶接入效率。

根據上述分析，傳統的S-ALOHA協議在靈活性、穩定性和支持區分服務能力方面存在短板，在廣域覆蓋的衛星通信系統中，傳統S-ALOHA協議很難適應未來通信容量增加、用戶數量增大、業務類型增多和接入服務質量要求增強的發展趨勢。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提供一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入方法，利用該方法可以在確保S-ALOHA協議穩定的前提下，滿足不同等級用戶的區分服務接入需求。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現：一種支持區分服務的衛星信道S-ALOHA接入系統，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(地面用戶)的新業務到達率和當前單個時隙傳輸的碰撞概率，計算出該用戶的總業務到達率。假設用戶的新業務到達率為λ_i，當前單個時隙的碰撞概率為1-p(0)，其中p(0)為時隙成功傳輸概率，則用戶成功傳輸所需要的平均嘗試次數為

于是，用戶總業務到達率的為

時隙成功傳輸是指當前時隙用戶發送的信號未發生碰撞，碰撞是指不同用戶在相同的時隙發送信號，即認定為發生碰撞，否則時隙失敗傳輸。

在時間軸劃分為若干個相同間隔的時間段，每一個時間段為一個時隙，每個時隙內每個用戶可以發送一個消息(分組)。

第一個信息(分組)第一次被某個用戶發送，成為這個用戶的新業務，若該新業務未成功傳輸，用戶在之后的某個時隙重新發送該信息，稱為重傳業務，總業務中包括新業務和重傳業務。

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，將劃分后的優先級集合進行順序編號，編號值越大的集合所對應的優先級越高，為不同的優先級集合設定不同的重復發送因子，同時將優先級集合的重復發送因子設定為該集合的編號值。假設系統中重復發送因子的取值范圍為[1,N]，則經過用戶優先級劃分后的系統總業務到達率為

把系統總業務到達率送給時隙碰撞概率計算單元。

重復發送因子的值為重復發送的次數。