[发明专利]一种星上呼叫接入控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及低轨卫星网中无线信道资源的分配方法，特别涉及一种星上呼叫接入控制方法。

背景技术

呼叫接入控制指的是对欲接入网络的呼叫，包括新发起的呼叫和由于切换而从邻近小区切换过来的呼叫提供QOS保证，若能对该呼叫提供保证，则接入该呼叫，同时分配保证该呼叫QOS的所需资源，即在星上为该呼叫预留资源，否则拒绝该呼叫。

低轨卫星网也是一种网络，卫星网中的卫星以及地面站、主控站等组成了网络中的结点。由于卫星网本身的特点，即网络拓扑和动态链路变化，链路可能经常出现中断；另外，低轨卫星采用点波束天线来覆盖目标区域，目标区域被分成类似地面蜂窝网的点波束小区。这就造成用户在一次通信当中可能会出现多次切换(不同点波束小区或卫星间的切换)，而每一次切换都可能造成通信中断或者通话质量的下降。

未来的卫星通信网的目标就是为地面终端用户提供无缝连接，支持宽带多媒体业务以及解决不同业务的QOS问题。在星上资源有限的情况下，需要研究星上切换管理和接入控制技术，来保证用户通信QOS要求和星上资源的利用率。目前已有的接入控制方法主要有以下几种：(1)星上带宽动态预留机制方法，该方法需要对预留信道数进行动态估计，计算量较大，星上无线资源利用率低；(2)缓冲/排队方法，新到达的呼叫(包括新呼叫和切换呼叫)存入不同的队列，按照不同的策略进行调度，保证了切换掉线率，该方法由于需要对接入请求进行缓存，必然对业务传输时延造成影响，可能进一步增加低优先级业务阻塞率。实际中切换排队策略一般与其它策略一起使用；(3)信道借用切换策略来取代资源预留机制，采用一定的优先级选择信道借用的对象，因此在资源利用率、呼叫阻塞率方面优于以上两种策略，但该方法没有考虑用户的满意程度以及信道借用所带来的带宽抖动对用户满意度的影响。另外，以上几种方法只能在一定程度上提高系统性能，但当网络负载高到一定程度且持续时间较长时，以上各种策略都不能阻止呼叫阻塞的增加，不能为用户提供QOS保证。

在地面蜂窝系统中，对用户满意度和带宽抖动作了研究，其方法有：(1)基于效用的接入控制策略以及基于MAX-MIN准则的分配策略，该方法主要是通过全局优化的方法，使得系统内所有业务的效用和最大化；(2)为了减小带宽抖动对用户的影响，采用自适应编码技术来平滑带宽抖动。地面上所采用的以上两种方法由于计算量大、实时性要求较高，很难在星上实现。

综上所述，目前的卫星接入方法主要存在：计算量较大，实时性差，星上无线资源利用率低，没有定量的考虑用户的不同QOS需求和满意度，因而业务整体效用相对较低，此处的效用是对应用性能或服务质量的衡量指标，能够反映用户对其所得数量资源的主观满意度，是衡量卫星系统性能很重要的一个指标。而地面上的解决方法很难在星上实现。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种实现简单和有效的星上呼叫接入控制方法，该方法在保证卫星系统的切换掉线率、新呼叫阻塞率、链路带宽利用率等指标的情况下，充分考虑了用户的满意程度以及网络负载变化对系统性能的影响，有效保证了移动卫星QOS要求，提高了卫星系统的综合性能和健壮性。

本发明的技术解决方案：一种星上呼叫接入控制方法，其特点在于：对于接入请求，首先判断呼叫类型：

(1)若为切换呼叫，判断该切换呼叫业务为低优先级业务还是高优先级业务，并对低优先级业务或高优先级业务进行切换呼叫请求接入处理；

(2)若为新呼叫，判断该新呼叫业务为低优先级业务还是高优先级业务，并对低优先级业务或高优先级业务进行新呼叫请求接入处理。

所述(1)中的低优先级业务呼叫接入请求处理的过程为：

(1)若切换呼叫业务为低优先级业务，星上资源管理器计算在业务资源请求允许的范围内(0，W_{2_req})业务的最小净效用net-utility_min，若net-utility_min≥u2，进行下一步判断；否则拒绝该接入请求；

(2)系统判断星上剩余资源是否满足业务接入的最低资源要求(W_unused＞0)，若不满足，则拒绝该呼叫；若满足，进行下一步判断；