[發(fā)明專利]基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級的高通量衛(wèi)星波束自適應調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110169404.3
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112994778B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓帥;李季蹊;孟維曉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 孫莉莉

1.一種基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級與速率自適應的高通量衛(wèi)星波束按需調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，測量低軌高通量衛(wèi)星系統(tǒng)下行場景中的當前時隙地面各小區(qū)業(yè)務(wù)分布和當前時隙衛(wèi)星下行信道容量；

步驟S2，根據(jù)所述當前時隙地面各小區(qū)業(yè)務(wù)分布以及所述當前時隙衛(wèi)星下行信道容量，建立最大化的自適應速率調(diào)節(jié)因子與最大化的系統(tǒng)吞吐量的嵌套式最優(yōu)化問題，以平均逗留時間與波束個數(shù)為約束動態(tài)地分配各小區(qū)的自適應速率調(diào)節(jié)因子與波束服務(wù)時間；

步驟S3，根據(jù)所述波束服務(wù)時間，優(yōu)先分配高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，其次基于最長隊列原則分配無同頻干擾的波束小區(qū)，最后當有空余波束時，根據(jù)最小的同頻干擾代價函數(shù)選擇有同頻干擾的小區(qū)提供服務(wù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級與速率自適應的高通量衛(wèi)星波束按需調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

步驟S201，根據(jù)所述當前時隙地面各小區(qū)業(yè)務(wù)分布以及所述當前時隙衛(wèi)星下行信道容量，分別建立最大化的自適應速率調(diào)節(jié)因子的第一最優(yōu)化問題和最大化的系統(tǒng)吞吐量的第二最優(yōu)化問題；

步驟S202，以所述平均逗留時間和所述波束個數(shù)對所述第一最優(yōu)化問題進行約束，求解最大化的自適應速率調(diào)節(jié)因子的最小值；

步驟S203，以所述平均逗留時間、所述波束個數(shù)和所述最大化的自適應速率調(diào)節(jié)因子的最小值對所述第二最優(yōu)化問題進行約束，求解最優(yōu)的波束服務(wù)時間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級與速率自適應的高通量衛(wèi)星波束按需調(diào)度方法，其特征在于，n個波束小區(qū)的平均逗留時間為：

其中，G_n為n個小區(qū)的波束服務(wù)時間，C_n為n個小區(qū)的信道容量，A_rn為n個小區(qū)的自適應速率調(diào)節(jié)因子，T_n為當前時隙地面n個小區(qū)業(yè)務(wù)分布，τ為規(guī)定的最小平均逗留時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級與速率自適應的高通量衛(wèi)星波束按需調(diào)度方法，其特征在于，對所述第二最優(yōu)化問題進行約束時，需先根據(jù)自適應速率調(diào)節(jié)因子與所述當前時隙地面各小區(qū)業(yè)務(wù)分布，求得最大化的系統(tǒng)等效吞吐量為其中，A_r為地面各小區(qū)的自適應速率調(diào)節(jié)因子向量，為向量的哈達瑪積，T為當前時隙地面各小區(qū)業(yè)務(wù)分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級與速率自適應的高通量衛(wèi)星波束按需調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：

步驟S301，確定服務(wù)順序，其中，將需要不間斷服務(wù)的小區(qū)設(shè)置為高優(yōu)先級波束小區(qū)，將其他波束小區(qū)設(shè)置為次優(yōu)先級波束小區(qū)；

步驟S302，將所述高優(yōu)先級波束小區(qū)加入波束模式進行服務(wù)；

步驟S303，將已分配的波束小區(qū)中的同頻干擾小區(qū)添加至干擾小區(qū)列表中進行更新；

步驟S304，剔除同頻干擾小區(qū)列表中的波束小區(qū)，將所述次優(yōu)先級波束小區(qū)加入波束模式進行服務(wù)，并迭代執(zhí)行步驟S303，直至所有剩余波束小區(qū)均為同頻干擾小區(qū)；

步驟S305，若仍有空余波束，則將根據(jù)同頻干擾代價函數(shù)對系統(tǒng)影響最小的波束小區(qū)進行服務(wù)，并迭代執(zhí)行步驟S303-步驟S304，直至無空閑波束，其中，所述同頻干擾代價函數(shù)的計算公式為：

其中，為小區(qū)n在同頻干擾小區(qū)列表中的頻數(shù)，為小區(qū)n剩余服務(wù)時間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級與速率自適應的高通量衛(wèi)星波束按需調(diào)度方法，其特征在于，還包括：

在剩余業(yè)務(wù)少于點波束個數(shù)時，將空閑波束指向當前服務(wù)順序最高的衛(wèi)星，通過多重覆蓋擴大波束的信道容量。