[发明专利]一种多波束通信卫星的下行波束资源分配方法及装置

权利要求书

1.一种多波束通信卫星的下行波束资源分配方法，其特征在于，包括：

接收各用户终端发送的资源使用请求，解析所述资源使用请求，获取资源使用属性信息；

依据所述资源使用属性信息以及通信卫星所能提供的容量，利用一种两阶段优化算法，为所述各用户终端生成下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案，依据生成的下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案获取多波束通信卫星的未满足容量需求，所述下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案包括下行波束功率资源分配方案和下行波束带宽资源分配方案；

调节所述下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案，以使所述未满足容量需求最小，获取最小的未满足容量需求对应的下行波束资源分配优化方案；

所述利用一种两阶段优化算法，为所述各用户终端生成下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案，包括：

基于遗传算法，随机生成多种下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案；

所述调节所述下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案，以使所述未满足容量需求最小，包括：

依据随机生成的下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案生成遗传算法种群，每一下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案对应遗传算法种群中的一染色体；

对各染色体执行选择、交叉、变异和精英保留操作，获取优化染色体；

基于优化染色体，构建粒子群，每一优化染色体对应粒子群中的一粒子；

基于粒子群算法，获取使所述未满足容量需求最小的优化粒子；

所述对各染色体执行选择、交叉、变异和精英保留操作，获取优化染色体，包括：

针对每一染色体，根据预设的链路预算和干扰模型，计算该染色体的适应度值；

利用轮盘选择算子，从遗传算法种群中，选择适应度值最优的两个染色体，得到两个父染色体；

利用预设的可行解寻优策略，控制两个父染色体执行交叉操作，生成两个子染色体；

利用所述可行解寻优策略，控制两个子染色体执行变异操作；

根据所述链路预算和干扰模型，分别计算执行变异操作后得到的染色体的适应度值；

判断执行交叉操作和变异操作的操作次数是否达到预设的操作次数阈值，如果是，依据各染色体的适应度值，获取优化染色体，如果否，执行利用轮盘选择算子，从遗传算法种群中，选择适应度值最优的两个染色体的步骤；

所述基于粒子群算法，获取使所述未满足容量需求最小的优化粒子，包括：

针对粒子群中的每一粒子，根据所述链路预算和干扰模型，计算该粒子的适应度值；

根据粒子的适应度值更新粒子群的个体最佳和全局最佳；

利用可行解寻优策略，控制更新的粒子群中粒子的位置矢量和速度矢量以得到更新粒子；

根据所述链路预算和干扰模型，计算更新粒子的适应度值；

判断粒子群的适应度值是否满足预设的收敛标准，若不满足，执行所述根据粒子的适应度值更新粒子群的个体最佳和全局最佳的步骤，若满足，从粒子群中得到优化粒子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述资源使用属性信息以及通信卫星所能提供的容量，利用一种两阶段优化算法，为所述各用户终端生成下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案，依据生成的下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案获取多波束通信卫星的未满足容量需求，包括：

针对所述通信卫星的每一波束，依据该波束覆盖范围内的各用户终端对应的资源使用属性信息以及预设的资源分配约束条件，利用一种两阶段优化算法，为所述各用户终端生成下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案，依据生成的下行波束功率和带宽资源联合优化解决方案获取所述各用户终端对该波束的容量需求；

获取多波束通信卫星为每一波束所能提供的容量；

计算波束覆盖范围内的各用户终端对该波束的容量需求与多波束通信卫星为该波束所能提供的容量的差值；

计算大于零的差值的和值，得到所述多波束通信卫星的未满足容量需求。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源使用属性信息包括：用户终端容量需求信息、用户终端标识信息、用户终端参数配置信息及用户终端地理位置信息。