[发明专利]一种基于资源预留的中继卫星系统资源调度方法

说明书

一种基于资源预留的中继卫星系统资源调度方法，在预设条件下进行中继卫星系统资源调度，具体包括步骤：判断待调度业务集是否为空；若否，从待调度业务集中选取优先级最高的业务，并判断选定的业务是突发业务还是常规业务；若选定的业务为突发业务，则对选定的业务进行调度，若选定的业务为常规业务，判断可用资源集占总资源集的比例是否大于预设的资源预留率，若大于，则对选定的业务进行调度，否则，对选定的业务进行降级处理，继续选取优先级最高的业务；对调度的业务进行资源匹配。通过资源预留机制，解决了突发业务快速调度的问题，可用于卫星网络中大规模的动态资源调度问题，加快了调度的响应速度，并提高了资源的有效利用率。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种基于资源预留的中继卫星系统资源调度方法。

背景技术

随着航空航天领域中对地观测、军事侦察以及深空探测等技术的不断发展, 中继卫星数据传输呈现了大容量、高速率以及多样化中继任务的特点,卫星资源优化调度问题愈凸显迫切和重要。在众多测控业务需求中，对快速响应有着较高要求的突发业务占到很大比重，如何在保障大规模用户航天器的跟踪、测控与数据中继需求的条件下同时保障突发业务的快速响应要求对中继卫星系统合理且快速的资源调度提出了挑战。

目前，根据国内外文献资料，现有中继卫星系统任务调度研究的主要对象是预约式任务。有学者将约束规划模型应用于中继卫星任务调度，建立了约束满足规划(CSP)模型，在满足任务之间逻辑约束条件下，采用优先级高低作为资源竞争时的分配依据，但仅针对单个空间目标的复杂任务调度。郑伟等统筹考虑了中继卫星S和Ka频段服务链路，利用时间窗口的冲突检测分配链路资源，但由于遗传算法求解问题的收敛速度慢，仅适用于任务数量较少的情况。有学者提出一种六元法对任务进行分解，利用优先级高低作为资源分配依据，但仅解决单个中继卫星的任务调度。SW Cheng等提出一种任务调度框架，将中继卫星的任务进一步分解为持续时间更短的子任务集合，但仅针对单个空间目标的可分解任务调度。上述预约式任务调度的研究均没有考虑空间任务的突发特性，因此需要研发一种能够及时调度突发业务且计算简单的中继卫星系统资源调度方法。

发明内容

针对中继卫星系统中的资源调度问题，本申请提供一种基于资源预留的中继卫星系统资源调度方法，包括步骤：

判断待调度业务集是否为空；

若否，从待调度业务集中选取优先级最高的业务，并判断选定的业务是否为突发业务；

若选定的业务为突发业务，则对选定的业务进行调度，否则，判断可用资源集占总资源集的比例是否大于预设的资源预留率，若大于，则对选定的业务进行调度，否则，对选定的业务进行降级处理，并返回待调度业务集中继续选取优先级最高的业务；

对调度的业务进行资源匹配。

一种实施例中，判断选定的业务是否为突发业务的步骤是：判断选定的业务的截止时间是否在预设的突发时间限内，若是，选定的业务为突发业务，否则为常规业务。

一种实施例中，从待调度业务集中选取优先级最高的业务之前，还包括判断相同最高优先级的业务的个数是否为多个，若是，在多个相同最高优先级的业务中选取截止时间最早的业务。

一种实施例中，对调度的业务进行资源匹配的步骤是：

从可用资源集中选取出符合业务要求时间段及链路速率的拥有最早开始时间的资源匹配给调度的业务；

从可用资源集中移除该段资源并将其加入已占用资源集；

将调度的业务从待调度业务集中移除并加入已安排业务集。

一种实施例中，若对调度的业务进行资源匹配失败，还包括步骤：根据优先级低高的原则，对调度业务所需时间段上占用的业务进行资源的重新匹配，调整业务的资源占用情况，将调整后的空闲资源匹配给调度的业务。