[發(fā)明專利]一種MF-TDMA衛(wèi)星信道資源分配方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310370087.0
• 申請(qǐng)日: 2023-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116388845A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊擁軍;楊旭光;尤靜;陳杰;任致榮;許楠;李輝;張方明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;H04W72/0453;H04W72/50;H04W84/06
• 代理公司: 重慶速騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50315
• 代理人: 李興洲

本發(fā)明提出了一種MF?TDMA衛(wèi)星信道資源分配方法，涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、確定MF?TDMA系統(tǒng)的載波類型以及資源分配評(píng)分參數(shù)；S2、基于系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和載波類型建立多類模板；S3、利用資源分配評(píng)分參數(shù)和最優(yōu)化算法對(duì)步驟S2得到的各類模板進(jìn)行計(jì)算以得到資源分配的最優(yōu)解集合；S4、通過(guò)最優(yōu)解集合生成各類模板的最終分配方案；S5、利用各類模板的最終分配方案針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行資源分配以得到資源分配結(jié)果；本發(fā)明通過(guò)在資源分配過(guò)程中依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境不同預(yù)先進(jìn)行設(shè)計(jì)和劃分模板，可以覆蓋不同的資源分配場(chǎng)景和需求，避免了重復(fù)無(wú)效的分配計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了資源的快速調(diào)度分配。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種MF-TDMA衛(wèi)星信道資源分配方法。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)接入互聯(lián)網(wǎng)的需求愈加迫切，全覆蓋和高速率的通信業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)，促進(jìn)了全球衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。在MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，待分配的信道資源是二維的頻域和時(shí)域資源。而頻域和時(shí)域資源以載波和時(shí)隙的形式進(jìn)行劃分，把不同的載波上的不同時(shí)隙封裝給不同的用戶以滿足其業(yè)務(wù)需求。因此MF-TDMA二維的資源分配策略更加靈活，但是也正是這種靈活性，增加了其資源分配的難度。

為了解決這一問(wèn)題，比較常見(jiàn)的做法是把MF-TDMA資源分配問(wèn)題視作裝箱問(wèn)題，而傳統(tǒng)的First-fit(首次適應(yīng))算法和Best-fit(最佳適應(yīng))算法由于不考慮業(yè)務(wù)站申請(qǐng)到達(dá)的統(tǒng)計(jì)特性和應(yīng)用中的特殊限制，宏觀上會(huì)產(chǎn)生一些碎片資源沒(méi)有利用，并且復(fù)雜度會(huì)隨著業(yè)務(wù)站數(shù)量增加而增大。現(xiàn)有技術(shù)中的RCP-fit(載波信道預(yù)留算法)在前兩種算法上做出了改進(jìn)，載波時(shí)隙矩陣中的碎片明顯減少了，提高了載波信道的資源利用率，但在實(shí)際使用中仍然會(huì)遇到當(dāng)接入用戶數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)可供分配的載波信道數(shù)時(shí)，即多連接任務(wù)需求時(shí)，管理起來(lái)非常困難，不但不能有效分配，還會(huì)引起帶寬資源的浪費(fèi)；并且由于引入預(yù)約信道的分配策略，還會(huì)造成一定的局限性和不公平性；另外由于載波分配的方案需要實(shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)際使用中，盡管衛(wèi)星通信系統(tǒng)信道會(huì)受雨衰以及各類干擾，但這種信道環(huán)境會(huì)穩(wěn)定持續(xù)一段較長(zhǎng)的時(shí)間，實(shí)時(shí)計(jì)算每一幀的分配方案明顯在這種環(huán)境下會(huì)造成計(jì)算資源的浪費(fèi)，無(wú)法達(dá)到快速調(diào)度的目的。

鑒于此，特提出一種快速調(diào)度算法，能提供多個(gè)可用資源方案供通信保障任務(wù)選用，避免重復(fù)無(wú)效的分配計(jì)算，以此實(shí)現(xiàn)資源快速調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種MF-TDMA衛(wèi)星信道資源分配方法，其能夠避免重復(fù)無(wú)效的分配計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了資源的快速調(diào)度分配。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环NMF-TDMA衛(wèi)星信道資源分配方法，其包括以下步驟：

S1、確定MF-TDMA系統(tǒng)的載波類型以及資源分配評(píng)分參數(shù)；

S2、基于系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和載波類型建立多類模板；

S3、利用資源分配評(píng)分參數(shù)和最優(yōu)化算法對(duì)步驟S2得到的各類模板進(jìn)行計(jì)算以得到資源分配的最優(yōu)解集合；

S4、通過(guò)最優(yōu)解集合生成各類模板的最終分配方案；

S5、利用各類模板的最終分配方案針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行資源分配以得到資源分配結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟S1中，上述MF-TDMA系統(tǒng)的載波類型通過(guò)載波資源來(lái)確定，上述載波資源包括載波速率、載波編碼率、調(diào)制因子和擴(kuò)頻因子；上述資源分配評(píng)分參數(shù)包括載波資源浪費(fèi)率、緩存剩余率、帶寬利用率和業(yè)務(wù)滿足率。

進(jìn)一步地，步驟S3中，上述最優(yōu)化算法包括遺傳算法、模擬退火算法和蟻群算法，上述最優(yōu)解集合包括各類模板下的載波分配最優(yōu)解集合以及對(duì)應(yīng)的時(shí)隙分配。

進(jìn)一步地，步驟S4包括：

根據(jù)最優(yōu)解集合提取載波信息；