[发明专利]一种支持区分服务的卫星信道S-ALOHA接入系统及方法

说明书

本发明涉及一种支持区分服务的卫星信道S‑ALOHA接入系统及方法，在S‑ALOHA协议基础上，采用了重复发送策略降低高优先级用户的接入时延，实现区分服务；本发明研究了用户在卫星信道条件下采用S‑ALOHA动态接入的时延与总业务到达率关系的基础上，改进了用户接入请求的确认方式，提出了重复发送策略，即用户可以在未收到接入请求确认情况下可连续发送多个请求，通过对不同终端重复发送因子的控制实现区分服务。这种方法可以简单有效地提升卫星通信系统在用户接入阶段时的区分服务能力，给出用户接入时延的定量估计，为保障用户的QoS提供辅助决策支持。

技术领域

本发明涉及一种支持区分服务的卫星信道S-ALOHA接入系统及方法，属于通信技术领域。

背景技术

现有的卫星信道S-ALOHA接入存在如下问题：

(1)通常情况下，所有用户的S-ALOHA协议参数为固定配置，不能根据整个卫星通信系统的状态进行调整，导致用户在不同时间不同位置无法获得一致的接入服务质量和可预期的接入时延。

(2)S-ALOHA协议本身不支持不同用户间的区分服务特性，无法满足高优先级用户在接入阶段的优先服务需求。

(3)通常情况下，采用S-ALOHA协议进行接入的卫星通信系统不对系统的总业务到达率进行控制，当用户数量增加时，有可能导致系统进入S-ALOHA协议的不稳定区，加重了信道冲突，严重影响用户接入效率。

根据上述分析，传统的S-ALOHA协议在灵活性、稳定性和支持区分服务能力方面存在短板，在广域覆盖的卫星通信系统中，传统S-ALOHA协议很难适应未来通信容量增加、用户数量增大、业务类型增多和接入服务质量要求增强的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种支持区分服务的卫星信道S-ALOHA接入方法，利用该方法可以在确保S-ALOHA协议稳定的前提下，满足不同等级用户的区分服务接入需求。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现：一种支持区分服务的卫星信道S-ALOHA接入系统，包括：用户总业务到达率计算单元、用户优先级划分单元、时隙碰撞概率计算单元、用户接入延迟估计单元、S-ALOHA协议稳定性评估单元和迭代计算单元；

用户总业务到达率计算单元：根据用户(地面用户)的新业务到达率和当前单个时隙传输的碰撞概率，计算出该用户的总业务到达率。假设用户的新业务到达率为λ_i，当前单个时隙的碰撞概率为1-p(0)，其中p(0)为时隙成功传输概率，则用户成功传输所需要的平均尝试次数为

于是，用户总业务到达率的为

时隙成功传输是指当前时隙用户发送的信号未发生碰撞，碰撞是指不同用户在相同的时隙发送信号，即认定为发生碰撞，否则时隙失败传输。

在时间轴划分为若干个相同间隔的时间段，每一个时间段为一个时隙，每个时隙内每个用户可以发送一个消息(分组)。

第一个信息(分组)第一次被某个用户发送，成为这个用户的新业务，若该新业务未成功传输，用户在之后的某个时隙重新发送该信息，称为重传业务，总业务中包括新业务和重传业务。

用户优先级划分单元：对所有用户组成的集合进行划分，将不同的用户划分到不同的优先级集合中，将划分后的优先级集合进行顺序编号，编号值越大的集合所对应的优先级越高，为不同的优先级集合设定不同的重复发送因子，同时将优先级集合的重复发送因子设定为该集合的编号值。假设系统中重复发送因子的取值范围为[1,N]，则经过用户优先级划分后的系统总业务到达率为

把系统总业务到达率送给时隙碰撞概率计算单元。

重复发送因子的值为重复发送的次数。