[发明专利]一种基于星地协同处理的资源管理方法

权利要求书

1.一种基于星地协同处理的资源管理方法，用于配置卫星系统中的用户链路、馈电链路的功率以及用户业务的星地传输方案，其中，将星上计算能力平均分配给用户链路的每一个波束，用户链路的每一个波束对应馈电链路中的一个载波，所述资源管理方法包括在某个波束被分配到的星上计算能力不能满足该波束覆盖下所有用户业务需求时执行如下步骤：

S1、随机产生该波束对应的初始资源分配方案，以随机将该波束覆盖下的部分用户业务分配给星上处理、剩余用户业务分配给地面处理，计算初始资源分配方案对应的初始综合优化目标值；其中，所述初始综合优化目标值是初始资源分配方案对应的当前波束覆盖下的所有用户业务的平均传输时延与所有用户业务的吞吐量的负值之和；

S2、对初始资源分配方案进行多轮预调整直至满足预设的调整停止条件，其中，每轮预调整包括：随机产生新的资源分配方案，基于新的资源分配方案调整馈电链路和用户链路的功率配置以使馈电链路的载波提供的容量等于当前波束覆盖下需要经过馈电链路传输的用户业务需求的容量，按照新的资源分配方案将用户业务分配给星上处理或本地处理，计算该随机产生的新的资源分配方案对应的综合优化目标值，并将其与本轮预调整前的资源分配方案对应的综合优化目标值进行比较，将小的综合优化目标值对应的资源分配方案作为此轮预调整结果；其中，所述综合优化目标值是资源分配方案对应的当前波束覆盖下的所有用户业务的平均传输时延与所有用户业务的吞吐量的负值之和；

S3、按照最终的预调整结果对应的资源分配方案将当前波束覆盖下的所有用户业务分配给星上处理或地面处理，并调整用户链路和馈电链路的功率配置。

2.根据权利要求1所述的资源管理方法，其特征在于，资源分配方案包括当前波束覆盖下的每个用户业务的传输模式，所述传输模式包括单跳模式和双跳模式，其中，单跳模式是指用户业务在星上处理，双跳模式是指用户业务在地面处理。

3.根据权利要求2所述的资源管理方法，其特征在于，卫星网络中波束覆盖下的用户业务的平均传输时延通过如下方式计算：

其中，表示波束i覆盖下的所有用户的平均传输时延，N_i,m表示波束i覆盖下的用户数量，M是用户的集合，表示波束i覆盖下的用户m的平均传输时延且通过如下方式计算；

其中，表示波束i覆盖下的用户m的第q个数据包从起始地开始发送到用户接收到数据包经历的传输时延，N_i,m,q表示用户m传递的总数据包个数，且不同类型的用户业务数据包在不同传输模式下的传输时延不同，不同类型的用户业务数据包在不同传输模式下的传输时延通过如下方式计算：

其中，t_trans1表示用户链路传输时延，t_trans2表示馈电链路传输时延，ε_i,m∈{1,2,3,4}表示不同用户业务使用的传输模式，ε_i,m＝1表示波束i覆盖下的用户m对应的业务为语音业务且传输模式为单跳模式，ε_i,m＝2表示波束i覆盖下的用户m对应的业务为语音业务且传输模式为双跳模式，ε_i,m＝3表示波束i覆盖下的用户m对应的业务为视频业务且传输模式为单跳模式，ε_i,m＝4表示波束i覆盖下的用户m对应的业务为视频业务且传输模式为双跳模式。

4.根据权利要求3所述的资源管理方法，其特征在于，

卫星网络中波束覆盖下的用户业务的吞吐量通过如下方式计算：

其中，N_T表示卫星网络中系统运行的时间长度，单位是时隙个数，N_i,m表示波束i覆盖下的用户数量，δ_i,m(t)表示当前时隙t是否分配给用户m，0表示不分配，1表示分配，并且一个时隙最多只能分配给一个用户；表示当前时隙t分配给用户m时可获得的容量值，其中，

表示波束i的载波带宽，α为成型滤波器的滚降因子取值范围，为用户m在采用第mcs种调制编码方案时的频谱效率。