[發明專利]一種衛星通信系統出站資源優化管理方法

有效

• 申請號: 202110286839.6
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112988354B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李井源;黃新明;王一戎;王飛雪;孫廣富;歐鋼;陳雷;周蓉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學;天津先進技術研究院
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 易彬

本發明公開了一種衛星通信系統出站資源優化管理方法，包括數據優先級管理和出站鏈路資源調度，數據優先級管理包括優先級隊列的創建、各優先級隊列權重的分配、對用戶數據優先級的判斷，出站鏈路資源調度包括優先級隊列數據提取、鏈路選擇、數據分幀處理以及幀數據存儲。能夠根據用戶數據的優先級和出站鏈路資源狀態的動態變化調整出站鏈路的資源分配策略，從而保證系統能夠高性能運轉，最大程度的增加系統使用率，在行業需求與用戶數量快速增長的趨勢下，提供高質量的通信服務。本發明對于在大量用戶數據的情況下，如何平衡衛星鏈路資源、服務請求優先級，在盡量短的時間內為用戶提供更優質快捷的服務有著重要意義。

技術領域

本發明涉及衛星通信算法領域，具體的涉及一種衛星通信系統出站資源優化管理方法。

背景技術

衛星通信系統指由地面中心站收發信號，以衛星作為中繼，從而達到中心站與中心站、手持終端與手持終端、中心站與手持終端之間的通信。其主要目的是實現對地面的“無縫隙”覆蓋，目前被廣泛應用于航海海空、港口交通檢測、水文監測、災難救援及測報等多個領域。隨著衛星通信成本的逐步降低，各行業對于衛星通信的需求增加，5G時代的到來等，衛星通信以及全球天地一體化的概念必將成為今后通信發展的新趨勢。

為了適應日益增加的行業需求與用戶數量，為了能夠以更高的效率服務用戶，衛星通信系統也在逐步發展壯大，通過多顆衛星、每顆衛星多條鏈路對系統進行增強與擴容。同時由于用戶數量的增加，系統的負載也越來越大。由于受到大量的用戶數據、不同服務的優先級高低，以及每個用戶可使用的衛星鏈路等眾多因素的影響，往往會因為沒有使用適當的出站資源優化管理方法，從而導致出站數據響應時間過長，無法達到既定指標，或者因為對于各個鏈路使用情況判斷的不足，導致部分鏈路數據擁堵，而另一部分鏈路卻又十分空閑，無法充分的利用衛星資源。此時就需要通過出站資源優化管理來保證系統穩定高效的運行。

目前普遍的做法是通過業務優先級排隊算法來進行解決，此種方法的原理是先處理高優先級隊列中的數據，只有當高優先級隊列處理完成后，才為低優先級數據服務，并且在發送長幀(多幀出站)時，必須采用固定鏈路的方式進行出站。這種調度算法雖然簡單易行，但沒有考慮其他因素對系統整體性能所造成的影響，包括鏈路狀態、業務類型、用戶類型、系統時延要求等。在大量用戶并發的時候會造成系統資源分配不均的問題，嚴重時還可能會產生鏈路數據擠壓，出站排隊堵塞，從而使低優先級數據無法按照規定的響應時間及時出站的問題。那么在大量用戶數據入站的情況下，如何平衡衛星鏈路資源與服務請求優先級，如何在盡量短的時間內為用戶提供更優質快捷的服務，是地面中心站急需解決的問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種衛星通信系統出站資源優化管理方法，能夠平衡衛星鏈路資源與服務請求優先級，在盡量短的時間內為用戶提供更優質快捷的服務。

根據本發明實施例的一種衛星通信系統出站資源優化管理方法，包括：數據優先級管理和出站鏈路資源調度兩部分。

數據優先級管理的具體步驟為：

S1、創建優先級隊列：中心站根據目前已知的用戶級別和數據業務類型，在系統中開辟出固定的優先級隊列，將接收到的入站數據按照優先級進行劃分并存儲；

S2、各優先級隊列權重的分配：對已創建好的優先級隊列，根據優先從高至低依次分配權重值，如系統創建了優先級高、中、低三個隊列，可以根據實際情況按照優先級從高至低將隊列分配權重值依次為20、10、5，該權重值即為后續步驟中從此隊列中每次獲取數據數量的依據。

S3、用戶數據優先級的判斷及存儲：接收到用戶數據后，根據用戶級別和數據業務類型綜合判斷出數據的優先級別，并將數據按優先級存入預先創建好的優先級隊列；

出站鏈路資源調度的具體步驟為：

S4、優先級隊列數據提取：從已經創建好的優先級隊列中，按照已分配好的隊列權重進行數據提取；