[發明專利]一種星地一體化通信的自適應接入控制方法

有效

• 申請號: 202011068364.5
• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112243254B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 何元智;劉韻
• 申請（專利權）人: 軍事科學院系統工程研究院網絡信息研究所
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/20;H04W48/08;H04W84/06
• 代理公司: 北京豐浩知識產權代理事務所(普通合伙) 11781
• 代理人: 李學康

本發明公開了一種星地一體化通信的自適應接入控制方法，基于星地資源的綜合一體化調度構建系統模型，并利用群智能優化算法根據信道特性變化、誤碼性能要求、傳輸速率要求、接收信號信噪比要求等確定選擇相應的編碼調制方式，構建了自適應接入控制與QoS保證的適配流程，進一步在自適應接入控制體制編碼組合選擇中引入了群智能優化算法。本發明能夠提高系統對帶寬資源的全局配置與優化能力，使資源的使用與用戶的需求進行適配，特別適用于解決寬帶衛星通信網絡中的資源配置與優化問題。本發明方法具有計算復雜度低的優勢，可以實現快速優化收斂。

技術領域

本發明涉及衛星通信領域中，尤其涉及一種星地一體化通信的自適應接入控制方法。

背景技術

寬帶衛星通信技術，尤其多點波束衛星通信技術的不斷發展，帶來了各種多媒體業務與用戶數量的增加，這就要求建立適應該類場景的星地一體化自適應接入控制技術，要求接入控制技術具有靈活和高效的特點，其中需要解決的主要問題就是星地資源的聯合優化。在星地一體化的接入控制技術中，根據信道特性變化、誤碼性能要求、傳輸速率要求、接收信號信噪比要求等確定選擇相應的編碼調制方式。由于編碼調制方式與QoS等級具有對應的關系，因此需要根據不同的QoS需求申請相應的帶寬，同時應該具備如下條件：

(1)有足夠的帶寬能夠接納新的連接；

(2)新的連接帶寬和時延等QoS要求能夠得到保證；

(3)現有連接的QoS不被破壞而繼續得到保證。

若新鏈路接入請求帶寬小于系統可用剩余帶寬，則該鏈路能以最大需求帶寬獲得服務；若新鏈路接入請求帶寬大于系統可用剩余帶寬或鏈路離開系統時，則重新計算系統效能函數，并允許動態地改變某些鏈路的QoS等級并重分配帶寬，從而確保較高的鏈路接入成功率和系統帶寬利用率。若有鏈路斷開連接時，釋放該鏈路占有的帶寬，系統的可用帶寬增加，則重新計算系統的效能函數，允許動態地改變某些鏈路的QoS等級并進行帶寬重分配，確保系統具有較高的帶寬利用率。為了更好地將進行資源優化配置，其所用的自適應接入控制體制算法具備快速，靈活的優化能力，本發明應用群智能優化算法進行多目標優化配置，實現了靈活的業務接入能力。

發明內容

本發明目的是提升星地一體化通信的自適應接入控制能力，提升資源與接入控制能力的適配性。本發明構建了自適應接入控制與QoS保證的適配流程，進一步在自適應接入控制體制編碼組合選擇中引入了群智能優化算法，利用該算法在收斂速度、穩定性上的特點，快速地收斂到全局最優解。

本發明公開了一種星地一體化通信的自適應接入控制方法，包括以下步驟：

S1，星地一體化通信信道中有新鏈路接入請求到達時，計算星地一體化通信系統的當前可用帶寬值；

S2，若新鏈路接入的請求帶寬小于等于星地一體化通信系統的當前可用帶寬，轉入步驟S3，否則轉入步驟S4；

S3，計算新鏈路接入前后的星地一體化通信系統的群智能優化算法優化值，如果接入后系統優化值大于等于接入前優化值時，允許新鏈路的接入，并為新接入鏈路分配相應帶寬，轉入步驟S7，否則拒絕新鏈路的接入，轉入步驟S7；

S4，計算新鏈路接入前后的星地一體化通信系統的群智能優化算法優化值，如果接入后系統優化值大于等于接入前優化值時，轉入步驟S5，否則拒絕新鏈路的接入，轉入步驟S7；

S5，如果請求接入的新鏈路的優先級低于或者等于已有接入鏈路的優先級，重新向新鏈路分配系統帶寬后，允許其接入，再轉入步驟S7，否則轉入步驟S6；

S6，重新分配已有低優先級鏈路帶寬給新接入鏈路，保持新接入鏈路帶寬，而后允許新鏈路接入；

S7，完成星地一體化通信的自適應接入控制決策。

步驟S1中所述的計算星地一體化通信系統的群智能算法優化值，具體包括：