[发明专利]一种低轨卫星通信系统的信道分配方法

权利要求书

1.一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道占用率动态调整信道分配方案，包括以下步骤：

通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；

由终端向卫星控制中心发送资源请求；

资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；

如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配；

如果普通信道中没有空闲信道，则低轨卫星通信系统判断接入请求优先级，若为高等级业务则判断预留信道中相应等级信道是否存在空闲；

如果预留信道中相应等级信道存在空闲，则直接为用户进行信道分配；

如果接入请求为普通业务或预留信道中相应等级信道没有空闲信道，则采用增强型排队策略；

增强型排队策略为：

当相应等级信道过载，用户无法接入时，根据业务特征的不同，用户暂时加入队列等待信道释放，当等待时间超过相应阈值后仍无信道空闲则产生掉话；

增强型排队分为切换队列和新呼叫队列，当出现空闲信道后，切换队列中的业务优先接入信道，直到切换队列为空，开始接入新呼叫队列中的业务。

2.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：如果排队截止时间未到，则重新尝试接入；

如果排队截止时间到，仍未接入，则接入失败。

3.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道，其中预留信道分配过程为：

预留信道包括一类业务新呼叫截止门限k₁、二类业务新呼叫截止门限k₂、一类业务切换截止门限k′₁和二类业务切换截止门限k′₂，即，k₁与k₂间的信道允许二类新呼叫和切换呼叫接入；k₂与k′₁间的信道只允许切换呼叫接入；而k′₁与k′₂间的信道只允许二类业务的切换呼叫接入；k₁以上为普通信道，允许任何业务接入，C_thresh1和C_thresh2是普通信道占用数量的阈值；采用差分进化算法求解动态信道预留的阈值k；假设新呼叫和切换呼叫的到达服从独立的possion分布，平均到达率分别用λ_n和λ_h表示，表示i类业务的新呼叫到达率，且其中，l_i为新呼叫 到达率系数，i＝1，2；

根据预留模型和以上假设，建立信道分配的Markov过程；

所有呼叫的持续时间均服从参数为ω的指数分布，平均呼叫离开率μ＝1/(P_nE(T_n)+(P_qE(T_q))，公式中P_n和P_q为新呼叫和切换呼叫的概率，P_n＝λ_n/(λ_n+λ_q)，P_q＝λ_q/(λ_n+λ_q)，E(T_n)和E(T_q)分别为波束中新呼叫和切换呼叫占用时间的期望值，E(T_n)＝T_max/2，T_max是用户可在小区中停留的最大时间，E(T_q)＝1/ω。

4.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于还包括以下步骤：通过服务等级判断服务质量，具体为：

定义服务等级(GoS，Grade of Service)为：

其中，αⁱ表示第i类业务的影响因子，β表示新呼叫的影响因子，γ表示切换呼叫的影响因子，GoS是信道预留门限k_i的函数，其值越小，服务质量越高，为第i类业务的新呼叫阻塞率，为第i类业务的切换呼叫阻塞率。