一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法技术

本发明专利技术公开了一种VDE‑SAT时隙映射动态配置方法，S1：将卫星通讯全球覆盖区域进行划分得到若干采集区域并获取原用户特征数据；S2：基于原用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个采集区域内的时隙映射动态配置先验参数；S3：待卫星绕地球旋转一周后，对若干采集区域再次进行采集得到各个区域内的当前用户特征数据；S4：基于当前用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个采集区域内的当前时隙映射动态配置参数；S5：基于时隙映射动态配置先验参数和当前时隙映射动态配置参数进行权重分配计算，得到周期数量p，作为最优信道映射配置。本发明专利技术能够有效提高VDE‑SAT通信系统中信道时隙的利用率，单位时间内有效增加用户的接入数量，提升系统的接入性能。

【技术实现步骤摘要】
一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法
本专利技术属于卫星通讯领域，尤其涉及一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法。
技术介绍
VDES(VHFDataExchangeSystem,甚高频数据交换系统)是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(AIS)加强和升级版系统，于国际电信联盟的2012年世界无线电通信(WRC-12)大会后提出，并2015年世界无线电通信大会(WRC-15)上，162个成员国及136个国际组织和团体共同审议确定的。VDES在集成了现有AIS功能的基础上，增加了特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)功能，VDE包括VDE-TER(VDE-Terrestrial，基于地面的VDE)和VDE-SAT(VDE-Satellite，基于卫星的VDE)两大系统。VDE-TER是负责近海区域船舶与岸基通信或船舶与船舶之间通信，VDE-SAT则是为了远海(岸基无法覆盖的区域)。目前，VDE-SAT最新版标准在IALA(InternationalAssociationofLighthouseAuthorities,国际航标协会)G11392020版(以下简称G1139)有详细的说明。本专利技术是基于VDE-SAT应用提出的一种时隙映射动态配置方法。VDE-SAT系统采用时分和频分的多址方式，接入的方式为同步ALOHA，即用户和卫星通信在时隙上保持对齐，时隙资源分配采用预约分配和随机接入。预约分配用于DC信道的寻址消息，随机接入用于资源请求、上行短消息和上行应答。下行信道包括广播信道(BulletinBoardChannel，BBCH)、公告信令信道(AnnouncementSignalingChannel，ASC)、数据信道(DC)，上行信道包括数据信道、数据信令信道(DataSignalingChannel，DSCH)和随机接入信道(RandomAccessCHannel，RACH)。业务种类有上下行寻址消息(上下行都在DC信道传输)和上下行短消息(下行在ASC，下行在RACH)。根据G1139标准，VDE-SAT在广播信道发送的SBB信息，定义了一分钟内信道资源的划分，包括信道功能和信道长度的定义。一分钟共有2250个时隙，每个信道可定义不同的长度，但必须是15的整数倍，除了BBCH一分钟只发送一次，其它信道周期发送。对于单个DC信道，每个周期只分配一个用户，用户可根据链路情况选择不同的链路ID(LinkID)来传输数据。目前，G1139对于时隙映射配置方法未说明。时隙映射配置面临以下问题：1)根据LinkID和DC信道的约束，DC信道容纳数据大小范围较大，不同业务接入时，存在时隙利用率低的情况，即分配DC信道时隙长度过长，实际传输使用较少；2)卫星运动速度快，船舶分布不均匀，时隙映射变化周期1分钟，很难及时响应用户的接入。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是提供一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法，以解决通讯时隙利用率低、难以及时响应用户接入的技术问题。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法，VDE-SAT的通信信道包括广播信道、公告信令信道、寻址消息传输信道、数据信令信道和随机接入信道，包括如下步骤：S1：将卫星通讯全球覆盖区域进行划分得到若干采集区域，对若干采集区域依次进行采集得到各个区域内的原用户特征数据；S2：基于原用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个采集区域内的时隙映射动态配置先验参数；S3：待卫星绕地球旋转一周后，对若干采集区域再次进行采集得到各个区域内的当前用户特征数据；S4：基于当前用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个采集区域内的当前时隙映射动态配置参数；S5：基于时隙映射动态配置先验参数和当前时隙映射动态配置参数进行权重分配计算，得到周期数量p，作为最优信道映射配置，其中，周期数量p为单位时间内公告信令信道、寻址消息传输信道、数据信令信道和随机接入信道按序依次发送的周期数。其中，时隙映射动态配置包括如下步骤：A1：基于原用户特征数据或当前用户特征数据，分别得到相对应的最短时隙数量和最小时隙；A2：基于原用户特征数据所对应的最短时隙数量和最小时隙，得到时隙映射动态配置先验参数；基于当前用户特征数据所对应的最短时隙数量和最小时隙，得到当前时隙映射动态配置参数。具体地，在步骤A1中，得到最短时隙数量的公式为得到最小时隙的公式为ρ1，ρ2∈(0,1]；其中，Si,i∈[1,2]为业务类型，S1为长数据低优先级业务，S2为短数据低优先级业务，Li为数据长度，Ri为平均通信速率，PL(Qi，Ri)为丢包率，Qi为通信质量，ρ1，ρ2分别为长数据低优先级业务S1和短数据低优先级业务S2对应的寻址消息传输信道的实际利用率。具体地，在步骤A2中，时隙映射动态配置先验参数公式为当前时隙映射动态配置参数计算公式为其中，N为单位时间内请求通信的用户数，NCp为一个周期内最多接入的用户数，为用户接入效率，NSp为寻址消息传输信道的可用时隙数量，为分配时隙利用率，ηp为寻址消息传输信道的利用率，1-ηp为时隙开销率。具体地，一个周期内最多接入的用户数NCp的公式为NCp＝p×dcp寻址消息传输信道的可用时隙数量NSp的公式为NSp＝NCp×dsp寻址消息传输信道利用率的公式为ηp＝NSp/2250其中，dcp为周期数量p对应的寻址消息传输信道的数量,dsp为周期数量p对应的寻址消息传输信道的时隙数量。具体地，在步骤S5中，得到周期数量p的公式为其中，W1为原用户特征数据的预测时隙映射的权重，Ep为时隙映射动态配置先验参数，W2为当前用户特征数据的预测时隙映射的权重，为当前时隙映射动态配置参数。具体地，步骤S1中，将卫星通讯全球覆盖区域进行划分得到若干采集区域采用经纬度均匀划分或行政区域划分或国家领域划分。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：本专利技术提供一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法，科学合理、易于实现，有效提高系统时隙的利用率、用户接入数量和系统吞吐量。本专利技术基于VDE-SAT系统架构，收集全球VDE-SAT用户特征数据，分析全球用户特征，包括用户分布、业务类型等信息。从特征数据分析结果中，指导VDE-SAT在不同区域对时隙映射的配置，并结合实时的当前用户数量、业务类型等用户特征信息进行综合考量，能够有效提高VDE-SAT通信系统中信道时隙的利用率，单位时间内有效增加用户的接入数量，提升系统的接入性能。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。图1为本专利技术的一种实施例的一种VDE-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法，其特征在于，VDE-SAT的通信信道包括广播信道、公告信令信道、寻址消息传输信道、数据信令信道和随机接入信道，包括如下步骤：/nS1：将卫星通讯全球覆盖区域进行划分得到若干采集区域，对若干所述采集区域依次进行采集得到各个区域内的原用户特征数据；/nS2：基于所述原用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个所述采集区域内的时隙映射动态配置先验参数；/nS3：待卫星绕地球旋转一周后，对若干所述采集区域再次进行采集得到各个区域内的当前用户特征数据；/nS4：基于所述当前用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个所述采集区域内的当前时隙映射动态配置参数；/nS5：基于所述时隙映射动态配置先验参数和所述当前时隙映射动态配置参数进行权重分配计算，得到周期数量p，作为最优信道映射配置，其中，所述周期数量p为单位时间内所述公告信令信道、所述寻址消息传输信道、所述数据信令信道和所述随机接入信道按序依次发送的周期数。/n

【技术特征摘要】
1.一种VDE-SAT时隙映射动态配置方法，其特征在于，VDE-SAT的通信信道包括广播信道、公告信令信道、寻址消息传输信道、数据信令信道和随机接入信道，包括如下步骤：
S1：将卫星通讯全球覆盖区域进行划分得到若干采集区域，对若干所述采集区域依次进行采集得到各个区域内的原用户特征数据；
S2：基于所述原用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个所述采集区域内的时隙映射动态配置先验参数；
S3：待卫星绕地球旋转一周后，对若干所述采集区域再次进行采集得到各个区域内的当前用户特征数据；
S4：基于所述当前用户特征数据进行时隙映射动态配置，得到各个所述采集区域内的当前时隙映射动态配置参数；
S5：基于所述时隙映射动态配置先验参数和所述当前时隙映射动态配置参数进行权重分配计算，得到周期数量p，作为最优信道映射配置，其中，所述周期数量p为单位时间内所述公告信令信道、所述寻址消息传输信道、所述数据信令信道和所述随机接入信道按序依次发送的周期数。


2.根据权利要求1所述的VDE-SAT时隙映射动态配置方法，其特征在于，在所述步骤S2和所述步骤S4中，所述时隙映射动态配置包括如下步骤：
A1：基于所述原用户特征数据或所述当前用户特征数据，分别得到相对应的最短时隙数量和最小时隙；
A2：基于所述原用户特征数据所对应的所述最短时隙数量和所述最小时隙，得到所述时隙映射动态配置先验参数；
基于所述当前用户特征数据所对应的所述最短时隙数量和所述最小时隙，得到所述当前时隙映射动态配置参数。


3.根据权利要求2所述的VDE-SAT时隙映射动态配置方法，其特征在于，在所述步骤A1中，
得到所述最短时隙数量的公式为
得到所述最小时隙的公式为ρ1，ρ2∈(0，1]；
其中，Si,i∈[1,2]为业务类型，S1为长数据低优先级业务，S2为短数据低优先级业务，Li为数据长度，Ri为平均通...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱玉璧，安然，谷晓鹰，陈东黎，张喆，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31