[发明专利]一种网状卫星通信系统信道资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网状卫星通信系统信道资源分配方法，属于通信领域。

背景技术

通信卫星系统是由地面终端、空中卫星处理和交换单元、网络管理控制中心一起组成的卫星通信管理系统。在数字电视、数字广播、广域互联、远程教学、远程医疗、电视会议、视频点播等多媒体业务领域发挥着重要作用。如图1所示，网状卫星通信系统是新的宽带VSAT网技术体制，它是一种无主站的VSAT卫星通信系统，目前主要采用MF-TDMA技术，克服了传统TDMA体制应用时地球站较大、机动灵活性差的缺点，借鉴了FDMA的设计思想，将FDMA和TDMA进行了融合，系统中使用载波跳频，降低突发速率，达到减小天线尺寸、降低射频功率、扩展网络规模的目的。网状卫星通信系统是当前卫星通信最为重要的一个发展方向，具有广阔的市场应用前景，对我国卫星通信的发展具有重要意义。

网状卫星通信系统中上行链路由多个载波信道构成，每个载波信道又被细分为若干个时隙(如图2所示)，用于保证多用户、多业务接入的灵活性，提高卫星系统无线资源的利用率。在业务接入阶段，针对每个连接的QoS请求在复杂的信道结构中进行资源分配。由于卫星租赁是按带宽计算费用的，因此在有限信道资源的情况下，在多用户、多业务环境下信道资源的有效管理面临着巨大的挑战，高效信道资源分配方法成为网状卫星通信系统技术的难点。

现有卫星信道资源分配分配方法中，比较普遍的主要有直接进行分配方法和具有预留信道的分配方法。直接分配方法不采取任何分配策略，直接进行信道资源分配，这样会产生较多的信道资源碎片，造成资源浪费，降低系统效率。预约信道分配方法引入预留信道的分配策略，在MF-TDMA工作模式下按照预留信道策略进行信道资源分配。但是预约信道方法为初始入网的终端站固定分配某个信道载波，实际应用中载波数往往小于终端站数目，所以几乎不会出现一个终端站对应一个载波，当某一载波上的某些终端站业务量较大，导致当前载波负载加重，而其余载波相对比较空闲的情况，造成信道资源的效率降低。

发明内容

本发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种网状卫星通信系统信道资源分配方法，该方法采用终端站业务请求时包含载波信道标志和信道资源按需分配以及管理终端站根据载波信道可用信道资源情况进行信道调整的方式，通过在管理终端站中运行该方法，从而实现网状卫星通信系统有限带宽资源下信道资源动态按需分配。

本发明的技术解决方案为：

一种网状卫星通信系统信道资源分配方法，适用于基于TDMA或者MF-TDMA的网状卫星通信系统，所述网状卫星通信系统中包括管理终端站和多个终端站，步骤如下：

(1)管理终端站接收多个终端站的业务请求信息，之后进入步骤(2)；所述业务请求信息中包含待请求带宽和载波信道标志，载波信道标志若为1，则终端站已经分配了载波信道，若载波信道标志若为0，则终端站未分配载波信道；

(2)管理终端站根据收到的业务请求信息中的载波信道标志判断该终端站是否已经分配了载波信道，若已经分配载波信道，则进入步骤(3)；若未分配，则进入步骤(4)；

(3)管理终端站判断所述终端站已经分配的载波信道的剩余带宽是否大于该终端站的业务请求信息中的待请求带宽，若大于等于，则在所述载波信道内按照该终端站的待请求带宽分配资源，之后进入步骤(5)；若小于，则将当前时刻负载最小的载波信道分配给该终端站，若所述负载最小的载波信道的剩余带宽大于等于该终端站的待请求带宽，则在所述负载最小的载波信道内按照该终端站的待请求带宽分配资源；若所述负载最小的载波信道的剩余带宽小于该终端站的待请求带宽，则将所述负载最小的载波信道的剩余带宽分配给该终端站，将该终端站的待请求带宽与在所述负载最小的载波信道中分配的带宽之差留在下一个分配周期中进行分配，之后进入步骤(5)；

(4)若当前时刻有空闲的载波信道，则将所述空闲的载波信道分配给该终端站，并在所述空闲的载波信道内按照该终端站的待请求带宽分配资源，同时将载波信道标志置为1，之后进入步骤(5)；

若没有空闲的载波信道，则将当前时刻负载最小的载波信道分配给该终端站，若所述负载最小的载波信道的剩余带宽大于等于该终端站的待请求带宽，则在所述负载最小的载波信道内按照该终端站的待请求带宽分配资源；若所述负载最小的载波信道的剩余带宽小于该终端站的待请求带宽，则将所述负载最小的载波信道的剩余带宽分配给该终端站，将该终端站的待请求带宽与在所述负载最小的载波信道中分配的带宽之差留在下一个分配周期中进行分配，之后进入步骤(5)；