[发明专利]一种面向QoS的联合分簇及簇内跳束的星上通信资源分配方法

说明书

本发明公开了一种面向QoS的联合分簇及簇内跳束的星上通信资源分配方法，建立星地联合通信资源分配架构，由地面站分担星上决策分簇方案的负担。此外，地面站可根据已有信息自适应调整分簇图案的持续时长，以较少的更新频率使各簇间的业务需求长期处于动态均衡状态。在本专利的簇内跳束策略中，多波束卫星根据波位小区业务需求和时延要求按时按需调度通信资源，提高多波束卫星通信系统的吞吐量，减少通信资源的浪费，保障覆盖范围内波位小区的QoS性能。簇内跳束策略根据波位小区的业务需求和时延要求按时按需调度通信资源，提高了多波束卫星的通信资源利用率，保障覆盖范围内波位小区的QoS性能。

技术领域

本发明涉及多波束卫星通信领域，具体而言涉及例如一种多波束卫星通信系统中分簇与簇内跳束协同的多波束卫星通信资源分配方案，属于微波通信中通信资源分配技术范畴。

背景技术

作为多波束卫星通信系统资源分配的一种技术，跳束技术从时域角度实现星上功率、带宽资源的再分配，提高了多波束卫星通信系统的资源利用率。分簇将多波束卫星覆盖范围下的波位小区按照一定的规则划分成不同的簇。簇内跳束利用跳束技术调度多波束卫星分配给各簇的通信资源。联合分簇和簇内跳束有利于多波束卫星通信系统对波束的管理并提高星上通信资源的利用率。然而，现有的分簇和簇内跳束缺乏对簇间业务需求不均的考虑，可能导致各簇间工作波束出现“劳逸不均”的情况，造成某个簇内的空闲通信资源无法得到充分的利用。

由丁祥等人申请的专利《业务自适应的多波束卫星跳波束系统资源分配方法》中提出根据簇内跳束结果和剩余业务需求量分配各簇的空闲通信资源。但在该方案中，簇内跳束只考虑了波位小区的业务需求量问题，缺少对业务需求时延的考虑，导致无法及时满足波位小区的业务需求。

由百卫岗等人申请的专利《面向差异化业务的高吞吐跳波束调度方法》提出根据簇间业务需求均衡原则和簇内波位小区地理位置相邻原则划分簇，并在簇内资源分配过程中考虑业务需求的时延问题。但在该专利中，多波束卫星通信系统需要频繁更新分簇方案，这只会增加星上的计算负担。

因此，本发明设计了一种面向QoS的联合分簇和簇内跳束的星上通信资源分配方案。该方案建立了一个星地联合通信资源分配架构，由地面站分担星上决策分簇方案的负担。此外，地面站可根据已有信息自适应调整分簇图案的持续时长，以较少的更新频率使各簇间的业务需求长期处于动态均衡状态。在本专利的簇内跳束策略中，多波束卫星根据波位小区业务需求和时延要求按时按需调度通信资源，提高多波束卫星通信系统的吞吐量，减少通信资源的浪费，保障覆盖范围内波位小区的QoS性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种面向QoS的联合分簇及簇内跳束的星上通信资源分配方法，建立星地联合通信资源分配架构，缓解星上计算负担，降低分簇图案的更新频率。此外，本方案提出的簇内跳束策略可以根据波位小区的业务需求和时延要求按时按需调度通信资源，提高了多波束卫星的通信资源利用率，保障覆盖范围内波位小区的QoS性能。

本发明的关键点在于：建立一个星地联合通信资源分配架构，提供了一种业务自适应的分簇方案和按时按需分配的簇内跳束策略。在星地联合通信资源分配架构中，地面站分担部分星上计算负担。业务自适应的分簇方案以较少的分簇图案更新次数维持了长时间的簇间业务需求均衡。按时按需分配的簇内跳束策略及时调度通信资源，提高了多波束卫星的吞吐量，保障了多波束卫星覆盖范围下波位小区的QoS性能。