一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，该方法包括：在新呼叫请求到达当前小区，且不存在空闲信道时，获取当前小区中所有预留信道对应的用户，计算用户对应的信道抢占阈值概率；获取信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取对应的预留信道；新呼叫以最大值概率抢占；在抢占成功后，判断下一小区是否存在空闲信道，如果存在则设置空闲信道为新呼叫在下一小区的预留信道，并接入新呼叫，否则新呼叫阻塞；本发明专利技术还公开了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配装置、相应的设备及存储介质。本发明专利技术对用户结束通话的概率进行预估，合理地对预留信道资源进行分配，实现大业务量话音业务条件下的信道资源有效分配。配。配。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法


[0001]本专利技术涉及网络通信
，更具体地，涉及一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法。

技术介绍

[0002]中低轨道卫星由于其特殊的轨道位置，星地链路短、信号传播时延短，能够为处于缺乏地面基础设施建设的偏远用户、远海航行用户等提供信息通信服务，受到了领域专家的广泛关注。对于多波束卫星来说，卫星的星下点区域成蜂窝状结构，各小区的信道资源有所差异，由于低轨道卫星对于运动速度快，在一次通信过程中可能需要进行多次信道切换。对于用户来说，在通话过程中的呼叫中断，相较于开始时的呼叫阻塞更让人难以接受，为了有效提高用户的通信服务质量，设计一种高效的信道预留策略，屏蔽小区间切换对用户通信的影响，同时高效整合资源、合理利用有限的信道资源是研究卫星信道分配问题的关键。
[0003]在现有的中低轨卫星信道分配的仿真实验中，一般有两种信道分配策略。第一种信道分配策略将根据当前卫星波束覆盖小区(简称“小区”)的用户接入数量，为用户在下一小区同时分配同样数量的信道，这样做可以使得接入卫星通信系统的用户保证100％的切换成功，但是由于在下一小区内为当前小区的所有的用户都进行了信道预留，导致下一小区内的新到达的用户的接入数量明显降低，系统资源的利用效率大大降低，用户有相当的可能性会在当前小区结束通话，在用户接入量大的情况下将造成资源的浪费。第二种信道分配策略是在每一个波束小区内固定数量的为切换呼叫进行预留，一般比例为10％
‑
20％，这些信道将只用于对切换呼叫使用，相较于第一种信道分配方法，这种方法能够进一步提高信道资源利用率，但是当用户接入量较大的情况时，切换呼叫信道将不足以支撑所有用户的切换呼叫请求，造成部分用户的呼叫切换失败，造成用户的通话体验质量下降。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法、装置、设备及存储介质，对用户结束通话的概率进行预估，合理地对预留信道资源进行分配，实现大业务量话音业务条件下的信道资源有效分配。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，该方法包括：
[0006]S1.在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中不存在空闲信道时，获取所述当前卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，计算所述用户对应的信道抢占阈值概率；
[0007]S2.获取所述信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取所述最大值概率对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道；
[0008]S3.所述新呼叫以所述最大值抢占步骤S2中所述预留信道；
[0009]S4.在所述S3步骤抢占成功后，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如
果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞；
[0010]其中，所述信道抢占阈值概率，用于表示当前所述卫星波束覆盖小区内的用户在当前时刻不需要使用当前所述卫星波束覆盖小区内该用户的预留信道的概率。
[0011]进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0012]所述步骤S1包括：
[0013]S11.获取上一卫星波束覆盖小区内正在进行通话的用户数，记作C
r
；
[0014]S12.分别获取上述C
r
个用户到所述上一卫星波束覆盖小区和所述当前卫星波束覆盖小区边界的第一距离，设置参数Q
j
：
[0015][0016]其中X
j
表示第j个用户的所述第一距离；
[0017]S13.分别获取所述用户在当前时刻已经完成的切换次数k
j
；
[0018]S14.计算所述用户的所述信道抢占阈值概率T
j
：
[0019][0020]其中，P
k
是地面用户切换概率，用于表示所述地面用户进行第k次切换的概率。
[0021]进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0022]所述地面用户切换概率的计算方式为：
[0023]设置第一概率，表示为当用户在所述当前卫星波束覆盖小区内未能结束呼叫通话时，需要切换至所述下一卫星波束覆盖小区继续通话的概率：
[0024][0025]其中，t
mc1
表示用户在所述当前卫星波束覆盖小区的运动时间，计算为用户与所述当前卫星波束覆盖小区右边界的距离与卫星星下点移动速度的比值，p
tmc1
(t)为t
mc1
的概率密度函数，t
d
为通话时长；
[0026]设置第二概率，表示为所述用户从所述当前卫星波束覆盖小区切换至所述下一卫星波束覆盖小区后，仍未结束通话时，需要再次切换的概率：
[0027][0028]其中，t
mc2
表示用户在所述卫星波束覆盖小区完整的运动时间，计算方法如下：
[0029][0030]依据所述第一概率和所述第二概率，计算所述地面用户切换概率P
k
如下：
[0031]Pk＝Ph1Ph2k
‑
1，
[0032]其中k表示切换次数；
[0033]其中，α
m
是用户移动性参数，用于描述用户的移动程度，计算方式为卫星星下点波束的长度与用户在呼叫持续时间内移动的平均距离的比值：
[0034][0035]其中，V
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，R为点波束的平均直径，T
m
为平均通话时长。
[0036]进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0037]所述步骤S4还包括：
[0038]S41.计算所有用户的平均切换次数nk；
[0039]S42.获取第i个卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，将所述用户编号为1～j
’
，并获取所述用户的切换次数n
j'
，提取所述切换次数满足n
j'
>nk+n'对应的用户并编号为1～j；
[0040]S43.计算所述用户对应的所述信道抢占阈值概率T
j
，获取所述信道抢占阈值概率T
j
中的最大值max{T
j
}，获取所述max{T
j
}对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道C
rj
，所述新呼叫以所述max{T
j
}概率抢占所述预留信道C
rj
，如果抢占成功则转到S5，否则所述新呼叫阻塞；
[0041]其中，所述n'是设定的阈值，所述平均切换次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：S1.在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中不存在空闲信道时，获取所述当前卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，计算所述用户对应的信道抢占阈值概率；S2.获取所述信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取所述最大值概率对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道；S3.所述新呼叫以所述最大值概率抢占步骤S2中所述预留信道；S4.在所述S3步骤抢占成功后，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞；其中，所述信道抢占阈值概率，用于表示当前所述卫星波束覆盖小区内的用户在当前时刻不需要使用当前所述卫星波束覆盖小区内该用户的预留信道的概率。2.如权利要求1所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述步骤S1包括：S11.获取上一卫星波束覆盖小区内正在进行通话的用户数，记作C
r
；S12.分别获取上述C
r
个用户到所述上一卫星波束覆盖小区和所述当前卫星波束覆盖小区边界的第一距离，设置参数Q
j
：其中X
j
表示第j个用户的所述第一距离；S13.分别获取所述用户在当前时刻已经完成的切换次数k
j
；S14.计算所述用户的所述信道抢占阈值概率T
j
：其中，P
k
是地面用户切换概率，用于表示所述地面用户进行第k次切换的概率。3.如权利要求2所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述地面用户切换概率的计算方式为：设置第一概率，表示为当用户在所述当前卫星波束覆盖小区内未能结束呼叫通话时，需要切换至所述下一卫星波束覆盖小区继续通话的概率：其中，t
mc1
表示用户在所述当前卫星波束覆盖小区的运动时间，计算为用户与所述当前卫星波束覆盖小区右边界的距离与卫星星下点移动速度的比值，p
tmc1
(t)为t
mc1
的概率密度函数，t
d
为通话时长；设置第二概率，表示为所述用户从所述当前卫星波束覆盖小区切换至所述下一卫星波束覆盖小区后，仍未结束通话时，需要再次切换的概率：
其中，t
mc2
表示用户在所述卫星波束覆盖小区完整的运动时间，计算方法如下：依据所述第一概率和所述第二概率，计算所述地面用户切换概率P
k
如下：P
k
＝P
h1
P
h2k
‑1，其中k表示切换次数；其中，α
m
是用户移动性参数，用于描述用户的移动程度，计算方式为卫星星下点波束的长度与用户在呼叫持续时间内移动的平均距离的比值：其中，V

【专利技术属性】
技术研发人员：邹自力，段超凡，罗颖光，余奇，张江，刘一鸣，严其飞，胡佳，李冬，赵丽丽，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：