一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法及架构系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法及架构系统，依据影响业务数据接入系统的因素，低轨星座卫星通信系统无线资源调度划分为三个数据处理架构体系，包括第一级的无线资源调度中心、第二级的卫星资源调度模块、第三级的用户业务调度模块。其中，无线资源调度中心依据全球频谱、资源、业务等数据进行卫星服务区和资源规划，卫星依据规划数据，面向终端用户进行资源的调度，而用户业务调度模块处置不同业务数据的优先级适配，实现多业务数据的低轨星座卫星通信系统网络接入。本发明专利技术通过分层的低轨星座卫星通信系统资源体系架构解耦了资源调度处置，通过相关数据的处理分析，优化低轨星座卫星通信系统的无线资源调度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法及架构系统
本专利技术涉及一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法及架构系统，特别是涉及无线通信网络领域。
技术介绍
低轨星座卫星通信系统由几十至几万颗处于200~2000km高度的低轨卫星组成，这些卫星组成一个卫星星座为地基、海基、空基、天基的各类用户提供高速通信和互联网接入等服务。无线资源调度作为无线通信系统中运控系统的核心功能之一，是无线通信系统资源合理分配和利用的关键。现有技术中，无线资源调度方法分配比较固定，导致资源分配不灵活，从而不易实现随着用户和业务的变化而变化。同时，低轨卫星相对地面不断运动，其覆盖的区域、用户和业务也在不断变化，采用固定的资源分配模式无法适应低轨星座卫星通信系统的这种运动和变化。
技术实现思路
专利技术目的：一个目的是提出一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，以解决现有技术存在的上述问题。进一步目的是提出一种实现上述方法的架构系统。技术方案：一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，包括以下步骤：步骤一：构建面向卫星进行资源调度的无线资源调度中心；步骤二：以无限资源调度中心为约束，面向用户进行资源调度；步骤三：面向终端业务需求进行数据调度；步骤四：根据不同层面的数据处理结果进行无线资源调度。在进一步的实施例中，所述步骤一进一步为：综合全网态势信息、全球电信政策信息、可用资源信息，以历史数据，优化服务区划分和资源调度，实时调度星座卫星服务区域和可用资源，配置用户资源的分配策略，指导卫星进行用户资源分配。在进一步的实施例中，所述步骤二进一步为：以步骤一中建立的无线资源调度中心配置为约束，综合不同终端用户的需求，考虑终端能力因素，调度卫星波束、时隙、频率和功率，面向用户申请提供接入服务；同时按照用户数据优先级，调度下行链路数据，实现用户数据分发。在进一步的实施例中，所述步骤三进一步为：依据业务需求，面向卫星进行无线资源申请，同时区分终端业务，按照业务QoS需求，进行优先级管理、链路管理和数据管理，形成业务数据流数据，完成多业务数据复用。在进一步的实施例中，所述步骤四进一步为：综合步骤一至步骤三处理后的数据，从不同层面实现功能分层聚焦，对无线资源进行调度，从而实现资源的优化分配。一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度架构系统，用于上述方法，其特征在于，包括：用于面向卫星进行资源调度的无线资源调度中心模块；用于面向用户进行资源分配的卫星资源调度模块；用于面向终端业务数据进行调度的用户业务调度模块。在进一步的实施例中，所述无线资源调度中心模块进一步包括干扰规避计算模块、馈电链路调度模块、干扰管理模块、频谱资源管理模块、极区载荷管理模块、卫星资源调度和服务区规划模块。在进一步的实施例中，所述干扰规避计算模块用于卫星用户波束指向禁止和馈电链路干扰规避规划两方面的优化，避免对GEO卫星的干扰。在进一步的实施例中，所述馈电链路调度模块用于指导卫星与地面信关站完成馈电链路调度，依据干扰规避计算模块计算出的GEO干扰规避结果，优化馈电链路连接；在进一步的实施例中，所述干扰管理模块利用系统感知数据，构建全球频谱资源干扰态势，挖掘干扰规律，优化资源规划。在进一步的实施例中，所述频谱资源管理模块用于根据不同地区可用频谱资源，管理卫星对可用资源的调度，实现卫星可用频谱资源随位置的变化进行相应的动态变化。在进一步的实施例中，所述极区载荷管理模块依据极区业务需求，规划空间载荷的工作状态，实现规律性全网空间载荷关启操作，以及对极区用户的有序服务。在进一步的实施例中，所述卫星资源调度和服务区规划模块依据干扰规避计算模块、干扰管理模块、和频谱资源管理模块获取的数据，实现全球频谱资源的动态规划，生成各卫星服务区规划、频率使用规划，并采用SNMP协议配置到各空间载荷，实现全球资源的调度管理，优化多星重叠区的服务区资源分配，调度地面遮挡引入的用户异常接入，满足系统常态化运行的需要。在进一步的实施例中，所述卫星资源调度模块进一步根据获取的调度中心配置约束信息、用户需求信息、终端能力信息，依据跳波束服务的特点，进行对应的数据处理，进一步划分与调度中心互动模块、用户分簇模块、跳波束图案计算模块、用户参数管理模块。在进一步的实施例中，所述调度中心互动模块用于与无线资源调度中心模块进行交互，从而进行服务区和无线资源配置的调整。在进一步的实施例中，所述用户分簇模块用于根据波束的大小、形状和覆盖情况进行用户的分簇，实现波束服务用户分组。在进一步的实施例中，所述跳波束图案计算模块用于依据用户不同的资源申请方式和业务数据传输需求，进行跳波束图案设计。在进一步的实施例中，所述用户参数管理模块用于管理用户参数数据，优化用户链路参数。在进一步的实施例中，所述用户业务调度模块进一步用于实现针对到达的业务类型、业务容量需求等向卫星和系统申请资源、使用资源的目的；进一步划分资源申请模块、优先级管理模块、链路管理模块、数据管理模块。在进一步的实施例中，所述资源申请模块进一步为用户根据所需业务需求，评估所需带宽。在进一步的实施例中，所述优先级管理模块进一步根据用户自身业务需求和不同业务类型对涉及评判参数方面的潜在要求，对业务进行业务优先级的管理。在进一步的实施例中，所述链路管理模块进一步针对不同的场景需求，管理链路指向和传输参数；其中所述链路指向进一步为根据不同的场景需求情况，进行改变天线出射方位角和仰角，从而实现链路指向调整；所述传输参数进一步为根据不同的场景需求情况，调整链路参数，改变调制编码集，增大或减小信息速率。在进一步的实施例中，所述数据管理模块进一步利用数据库系统和加密系统对用户数据进行收集、加密、存储、处理和应用，充分发挥数据的作用，实现用户数据的有效管理和组织，同时保证数据的独立性、可靠性、安全性、真实性和完整性，减少数据冗余，进一步提高数据共享程度和管理效率。有益效果：本专利技术提出了一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法及架构系统，利用位置区的概念来对用户和业务进行量化，然后在频谱感知和业务感知的基础上，以位置区为基础量化用户和业务，在考虑卫星资源、卫星和位置区可见时间、干扰规避等因素的情况下，对全球频谱资源和卫星服务区进行调度，在全球频谱态势感知的基础上，使卫星频谱和服务区随卫星的运动、卫星资源和业务分布的变化而调整，解决单星服务能力受限问题，实现多星协同增强服务，进而实现无线资源的灵活调度和高效利用。附图说明图1为本专利技术的架构系统图。图2为本专利技术无线资源调度中心功能架构图。图3为本专利技术方法流程示意图。图4为本专利技术基于双通道的贷款平铺感知架构图。具体实施方式本专利技术通过一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法及架构系统，实现无线资源灵活调度和高效利用的目的。下面通过实施例，并结合附图对本方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，其特征在于，包括：/n步骤一：构建面向卫星进行资源调度的无线资源调度中心；/n步骤二：以无限资源调度中心为约束，面向用户进行资源调度；/n步骤三：面向终端业务需求进行数据调度；/n步骤四：根据不同层面的数据处理结果进行无线资源调度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，其特征在于，包括：
步骤一：构建面向卫星进行资源调度的无线资源调度中心；
步骤二：以无限资源调度中心为约束，面向用户进行资源调度；
步骤三：面向终端业务需求进行数据调度；
步骤四：根据不同层面的数据处理结果进行无线资源调度。


2.根据权利要求1所述的一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，其特征在于，所述步骤一进一步为：
综合全网态势信息、全球电信政策信息、可用资源信息，以及历史数据，优化服务区划分和资源调度，实时调度星座卫星服务区域和可用资源，配置用户资源的分配策略，指导卫星进行用户资源分配。


3.根据权利要求1所述的一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，其特征在于，所述步骤二进一步为：
以步骤一中建立的无线资源调度中心配置为约束，综合不同终端用户的需求，考虑终端能力因素，调度卫星波束、时隙、频率和功率，面向用户申请提供接入服务；同时按照用户数据优先级，调度下行链路数据，实现用户数据分发。


4.根据权利要求1所述的一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，其特征在于，所述步骤三进一步为：
依据业务需求，面向卫星进行无线资源申请，同时区分终端业务，按照业务QoS需求，进行优先级管理、链路管理和数据管理，形成业务数据流数据，完成多业务数据复用。


5.根据权利要求1所述的一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，其特征在于，所述步骤四进一步为：
综合步骤一至步骤三处理后的数据，从不同层面实现功能分层聚焦，对无线资源进行调度，从而实现资源的优化分配。


6.一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度架构系统，用于实现权利要求1~5任意一项方法，其特征在于，包括：
用于面向卫星进行资源调度的无线资源调度中心模块；
用于面向用户进行资源分配的卫星资源调度模块；
用于面向终端业务数据进行调度的用户业务调度模块。


7.根据权利要求6所述的一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度架构系统，其特征在于，所述无线资源调度中心模块进一步包括干扰规避计算模块、馈电链路调度模块、干扰管理模块、频谱资源管理模块、极区载荷管理模块、卫星资源调度和服务区规划模块；
所述干扰规避计算模块用于卫星用户波束指向禁止和馈电链路干扰规避规划两方面的优化，避免对GEO卫星的干扰；
所述馈电链路调度模块用于指导卫星与地面信关站完成馈电链路调度，依据干扰规避计算模块计算出的GEO干扰规避结果，优化馈电链路连接；
所述干扰管理模块利用系统感知数据，构建全球频谱资源干扰态势，挖掘干扰规律，优化资源规划；...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟亮，万扬洋，张亚慧，聂宇雷，左云鹏，刘进进，谢承志，马百江，王宇，
申请(专利权)人：南京融星智联信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32