【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信，特别是指一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法。
技术介绍
1、随着固定覆盖多点波束卫星的逐渐应用，科学合理地使用重叠覆盖区得到卫星资源将成为系统资源分配方面的关键技术和难点。
2、目前，应用于重叠覆盖区的资源分配的方法主要是采用同频波束间频率不共用的资源分配方式。这种资源分配方式考虑的约束条件少，算法相对简单，资源使用效率低，不能解决重叠覆盖区资源需求量大的问题。
技术实现思路
1、为了能够最大限度利用多星重叠覆盖区域的卫星资源，本专利技术提出一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法。该方法采用归一化处理的方式，将资源需求处理为基本频点单位，便于资源分配。为了保证资源分配结果合理，引入以多星重叠覆盖区同频干扰最小为目标的遗传算法，构建了包含资源分配矩阵、波束夹角和接收功率等参数的同频干扰功率计算模型，在保证资源需求的情况下，尽可能减少了同频干扰的影响，从而使得资源分配方案科学合理。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，包括以下步骤：
4、步骤1，统计重叠覆盖区域所在波束的业务量，通过归一化处理，得到重叠覆盖区的资源需求；
5、步骤2，采用同频波束间频率不共用的资源分配方式进行资源分配，并判断能否满足资源需求，若能满足则按照当前资源分配方式生成资源分配方案，否则转到步骤3；
6、步骤3，采用交叠覆盖区同频干扰最小为目
7、进一步地，步骤1具体包括如下步骤：
8、步骤101，统计得到重叠覆盖区波束的业务量为：单位时间通话总时长fi和单位时间数据总流量ti，其中i表示波束号；
9、步骤102，对历史运行数据进行统计，得到一个基本频点单位时间可承载的业务量为：通话时长和数据流量
10、步骤103，计算每个波束需要的基本频点数ci：
11、
12、进一步地，步骤3具体包括如下步骤：
13、步骤301，设定种群数量f，假设重叠覆盖区有p个波束，每个波束有n个基本频点，将重叠覆盖区的资源编码为一个有p×n个二进制数的字符串，每一位取值为0或者1，1表示频点已分配，0表示频点未分配；
14、步骤302，根据编码规则，随机生成染色体，并对生成的染色体进行筛选，选择染色体中1的个数等于的染色体，直到初始种群的个体数量为f；
15、步骤303，定义适应度函数为总的同频干扰功率，计算每个染色体的适应度值，将染色体按适应度值升序排列；
16、步骤304，按轮盘赌方式选择g个染色体，g<f，形成临时种群；
17、步骤305，在临时种群中随机选择数对染色体进行单点交叉操作；
18、步骤306，按照变异率对交叉操作后临时种群中的每个染色体进行变异操作；
19、步骤307，对临时种群中的染色体进行筛选，计算每个染色体的适应度值，将染色体按适应度值升序排列；
20、步骤308，按比例从原有种群中选择适应度较低的个体替换临时种群中适应度较高的个体，保持种群规模为f，形成新的种群，将染色体按适应度值升序排列；
21、步骤309，判断是否达到了迭代次数，若是则转步骤310，否则转步骤304；
22、步骤310，适应度值最低的染色体即为最优的多星重叠覆盖区资源分配方案。
23、进一步地，步骤303中适应度函数的计算方式如下：
24、步骤303-1，根据步骤302定义的重叠覆盖区的资源分配结果和其他波束的资源分配结果，建立一个n×m维资源分配矩阵b，n为波束的数量，m为波束中频点个数，矩阵中的每一位取值为0或者1，bst＝1表示第s个波束的第t个频点已分配，bst＝0表示第s个波束的第t个频点未分配；
25、步骤303-2，建立同频波束的卫星天线方向夹角矩阵a＝(asd)，矩阵元素asd为编号s波束和编号d波束的中心点在卫星天线处的夹角；
26、步骤303-3，建立接收功率e与卫星天线夹角的函数关系：
27、e＝eo-ea(a)
28、其中，eo为波束中心的接收功率，ea(a)为与波束中心夹角为a时接收功率的衰减值；
29、步骤303-4，根据同频波束组的卫星天线方向夹角矩阵和接收功率与卫星天线夹角的函数关系，计算重叠覆盖区的波束s中频点t收到其他波束的干扰功率ist：
30、
31、其中，波束s和波束d为同频波束；
32、步骤303-5，对ist进行归一化处理，得到vst；
33、步骤303-6，计算重叠覆盖区的所有波束干扰功率之和vsum：
34、
35、vsum即为适应度函数的值。
36、本专利技术与现有技术相比，所取得的有益效果为：
37、1、本专利技术提出采用归一化处理的方式，将运行数据处理为以基本频点为单位的资源需求，便于引入通用的优化搜索算法，使得资源规划结果具有较高的使用价值。
38、2、本专利技术采用多星重叠覆盖区同频干扰最小为目标的遗传算法，构建了包含资源分配矩阵、波束夹角和接收功率等参数的同频干扰功率计算模型，在重叠覆盖区业务量较大的情况下，从而能够最大限度降低星间、波束间同频干扰的影响。
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1.一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，其特征在于，步骤1具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，其特征在于，步骤3具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，其特征在于，步骤303中适应度函数的计算方式如下：
【技术特征摘要】
1.一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种移动通信多星多波束重叠覆盖区资源高效分配方法，其特征在于，步骤1具体包括如下步骤：
3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉清，孙晨华，章劲松，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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