[发明专利]一种基于集群用户地理位置的信道动态预留方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于集群用户地理位置的信道动态预留方法及系统。方法包括：将卫星波束的信道资源划分为一个以上预留信道和普通信道，预留信道的优先等级与用户的优先等级一一对应；循环执行S1－S4：S1，获取时间T后卫星波束新增覆盖区域内用户的预测位置；S2，根据新增覆盖区域内用户的预测位置对新增覆盖区域内的用户进行聚类划分，获得至少一个集群；S3，获得卫星波束覆盖至不同集群的时间；S4，在卫星波束覆盖至集群的时间到来之前，根据集群内用户的优先等级信息配置预留信道。实现在资源有限时确保高优先级用户不受影响，实现切换服务分级化体验，既能保证资源合理化高效利用，也能保证用户相应的体验。

技术领域

本发明涉及低轨卫星通信系统信道资源分配领域，特别是涉及一种基于集群用户地理位置的信道动态预留方法及系统。

背景技术

目前世界上具有移动通信功能的多波束低轨卫星系统主要有铱星二代。为实现对服务区的无缝覆盖，卫星多采用多波束覆盖设计，而且波束设计得越来越多，也越来越窄。由于低轨卫星运动速度快，单星过顶时间和单波束驻留时间都较短，因此用户需要频繁无感切换以保持QOS(Quality of Service，服务质量)良好的连续通信对星地通信的切换技术提出了更高要求。由于通信卫星的频率和功率资源比较宝贵，这些资源通常由系统中的所有用户共享，在卫星互联网应用中，业务类型多种多样，如何合理有效地分配和利用有限的无线资源，确保高优先级用户的QOS以及保证服务的连续性是需要解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于集群用户地理位置的信道动态预留方法及系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个目的，本发明提供了一种基于集群用户地理位置的信道动态预留方法，包括：将卫星波束的信道资源划分为一个以上预留信道和普通信道，所述预留信道设有不同的优先等级，所述预留信道的优先等级与用户的优先等级一一对应；在卫星运动过程中循环执行步骤S1-S4：步骤S1，获取时间T后卫星波束新增覆盖区域内用户的预测位置；步骤S2，根据新增覆盖区域内用户的预测位置对新增覆盖区域内的用户进行聚类划分，获得至少一个集群；步骤S3，结合卫星的运行轨迹和卫星波束的指向信息，获得卫星波束覆盖至不同集群的时间；步骤S4，在卫星波束覆盖至集群的时间到来之前，根据集群内用户的优先等级信息配置预留信道；所述时间T小于卫星过顶时间。

上述技术方案：针对卫星互联网中用户等级差异化和集群用户集中切换问题，提出了基于位置预测的等级化信道预留分配方法。首先将星上信道资源按优先级分类，对用户位置进行实时预测，然后通过聚类算法进行集群用户分类，最后结合卫星运行位置信息，预测集群用户发生波束间切换和星间切换的时刻，以集群为切换单位，能有效减少信令资源消耗，根据用户优先级提前预留好切换信道资源，以用户优先级作为标尺适时预留足额切换资源，适用于卫星互联网中用户多样性带来的服务等级差别化，实现在资源有限时确保高优先级用户不受影响，实现切换服务分级化体验，既能保证资源合理化高效利用，也能保证用户相应的体验。

在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤S4具体为：将卫星波束覆盖至新增覆盖区域内不同集群的时间中的最小者作为时间阈值，在时间阈值到达之前根据新增覆盖区域内所有集群的用户优先等级信息配置预留信道。

上述技术方案：确保在波束切换时，已经预留好了信道。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括：步骤一，当有新用户接入卫星波束时，若新用户没有优先等级，新用户竞争普通信道资源，若新用户有优先等级则分配与用户优先等级对应的预留信道；和/或步骤二，当卫星波束中有新信道释放时，优先作为预留信道。

上述技术方案：确保在资源有限时确保高优先级用户不受影响，实现切换服务分级化体验。