[發(fā)明專(zhuān)利]多波束功率動(dòng)態(tài)分配方法、通信設(shè)備及低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011644361.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112803986B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李炎炎;劉鴻鵬;張晉升;王艷峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東方紅衛(wèi)星移動(dòng)通信有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/185
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/185;H04B7/0408;H04W72/04
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲;陳香蘭

本發(fā)明公開(kāi)了一種多波束功率動(dòng)態(tài)分配方法、通信設(shè)備及低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)。方法包括：S1，建立功率分配的目標(biāo)函數(shù)和約束關(guān)系；S2，實(shí)時(shí)獲取各波束對(duì)應(yīng)的信道信息，信道信息包括波束對(duì)應(yīng)信道的信道估計(jì)系數(shù)，利用信道信息求解目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算分配給每個(gè)波束的功率；S3，判斷所有用戶分配功率之和是否小于總功率，如果所有用戶分配功率之和小于總功率，則停止迭代，得到各最佳功率，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S2。利用瞬時(shí)信道信息和信道資源在不同用戶間的分配，以容量最大化為優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，選擇各波束最佳功率，實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化功率分配，以確保各用戶波束功率實(shí)時(shí)更新。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星載波功率動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多波束功率動(dòng)態(tài)分配方法、通信設(shè)備及低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星載荷限制了傳輸功率和帶寬，在有限星上資源條件下提高其利用率顯得非常關(guān)鍵。在多波束衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于衛(wèi)星終端在地理空間上的非均勻分布導(dǎo)致其業(yè)務(wù)量的非均勻分布，波束間的業(yè)務(wù)量分布差異較大，因此需要對(duì)功率資源進(jìn)行合理化分配。星上功率資源對(duì)波束間的分配方式能否適應(yīng)實(shí)際業(yè)務(wù)量非均勻分布的場(chǎng)景，以及對(duì)資源使用效率、系統(tǒng)容量等系統(tǒng)性能的提高至關(guān)重要。

目前，衛(wèi)星通信系統(tǒng)資源的功率分配方法通常有固定分配方式和動(dòng)態(tài)分配方式。固定功率分配方式的各個(gè)波束的資源已預(yù)先分配好，即使波束內(nèi)終端用戶處于空閑狀態(tài)，無(wú)待傳輸業(yè)務(wù)，該波束內(nèi)的空閑通信資源也不能被其他載波束內(nèi)的終端用戶所利用，造成空閑資源的浪費(fèi)，利用率低。考慮到實(shí)際實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)用戶業(yè)務(wù)的變化，動(dòng)態(tài)分配方式可以更好的滿足未來(lái)衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務(wù)高速率數(shù)據(jù)傳輸、高清電視傳輸?shù)纫蟆?dòng)態(tài)分配方式中的自適應(yīng)方法最常用的算法是注水算法，對(duì)于單用戶系統(tǒng)或者資源固定分配的多用戶系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最佳的自適應(yīng)功率分配算法之一，但是對(duì)于多用戶系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不能同時(shí)使用同一個(gè)子信道，當(dāng)某用戶所期望的最佳信道被其他用戶使用時(shí)，則表明該用戶不能被分配到最佳的子信道，對(duì)于多用戶系統(tǒng)而言注水算法可能不再是最佳的功率分配算法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，特別創(chuàng)新地提出了一種多波束功率動(dòng)態(tài)分配方法、通信設(shè)備及低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種多波束功率動(dòng)態(tài)分配方法，包括如下步驟：步驟S1，建立功率分配的目標(biāo)函

數(shù)和約束關(guān)系：s.t.C1:γ_m≥γ_thr,其中，C_m表示第m個(gè)波束的業(yè)務(wù)容量，γ_m表示第

m個(gè)波束的信噪比，P_m表示第m個(gè)波束的功率；γ_thr表示信噪比閾值，P_T表示總發(fā)射功率，m為正整數(shù)，m∈[1,M]；max()表示取最大值函數(shù)；步驟S2，實(shí)時(shí)獲取各波束對(duì)應(yīng)的信道信息，所述信道信息包括波束對(duì)應(yīng)信道的信道估計(jì)系數(shù)，利用所述信道信息求解目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算分配給每個(gè)波束的功率P_m；步驟S3，判斷所有用戶分配功率之和是否小于總功率，如果所有用戶分配功率之和小于總功率，則停止迭代，得到各最佳功率，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S3。

上述技術(shù)方案：現(xiàn)有技術(shù)中，是以多用戶系統(tǒng)為主，多用戶不能同時(shí)使用同一個(gè)子信道，當(dāng)某用戶所期望的最佳信道被其它用戶使用時(shí)，則表明該用戶不能被分配到最佳的子信道，基于上述問(wèn)題，本發(fā)明利用瞬時(shí)信道信息，利用信道資源在不同用戶間的分配，以容量最大化為優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，選擇各波束最佳功率，實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化功率分配，以確保各用戶波束功率實(shí)時(shí)更新。