一种多波束卫星移动通信系统中的无线资源分配方法

摘要

本发明公开了一种多波束卫星移动通信系统的无线资源分配方法，将多条子信道的资源分配问题转化为逐条子信道的资源分配问题，多信道的无线资源分配技术建立在单信道资源分配的基础上，每条信道分配完毕后，都对区域的权重进行一次更新，然后再进行下一条信道的分配，直至所有信道分配完毕，则资源调度结束；单信道资源分配方法通过逐个的引入波束区域来逐步扩张可行的分配方案，并采用两轮过滤方式排除不合适的分配方案，降低计算复杂度；该发明有效地解决了多波束卫星移动通信系统中的无线资源分配问题。

主权项

一种多波束卫星移动通信系统中无线资源分配方法，其特征在于：所述多波束卫星移动通信系统包括N个通信子信道，M个波束覆盖区域，所述无线资源分配方法包含如下步骤：（1）设子信道序号初始值n=0，每个波束覆盖区域的平均吞吐量初始值R=1，每个波束覆盖区域获得子信道0的吞吐量增益初始值C=1，转入步骤（2）；（2）当子信道序号n=0时，跳入步骤（3）；否则将每个波束覆盖区域的平均吞吐量R加上该波束覆盖区域获得子信道n的吞吐量增益C，从而得到每个波束覆盖区域的更新后平均吞吐量R=R+C，转入步骤（3）；（3）子信道序号n=n+1，将每个波束覆盖区域获得子信道n的吞吐量增益C与该波束覆盖区域的平均吞吐量R的比值作为该波束覆盖区域的更新后区域权重W=C/R，转入步骤（4）；（4）基于步骤（3）获得的每个波束覆盖区域的更新后区域权重W，利用单信道资源分配方法对子信道n进行信道分配，并得到子信道n的信道分配方案；所述单信道资源分配方法包含如下步骤：（a）初始化：将M个波束覆盖区域划分为已选区域和未选区域，将所述未选区域划分为已选区域相邻区域和已选区域不相邻区域，所述已选区域的集合用V表示；用波束覆盖区域i表示已选区域任一波束覆盖区域，用yin=1标记子信道n分配给波束覆盖区域i，yin=0标记子信道n未分配给波束覆盖区域i，则所有已选区域的可选标记组合表示了已选区域的一种信道分配方案，所有已选区域的信道分配方案的集合用T表示；初始化时，集合V为空，集合T也为空，M个波束覆盖区域都是已选区域不相邻区域，然后转入步骤（b）；（b）区域选择：当不存在已选区域相邻区域时，随机选择一个已选区域不相邻区域，否则随机选择一个已选区域相邻区域；用波束覆盖区域k表示所述随机选择的未选区域波束覆盖区域，将波束覆盖区域k并入到已选区域集合V中，对已选区域的信道分配方案进行扩张，将标记ykn=1和ykn=0分别加入到信道分配方案中，将原来的每个已选区域的信道分配方案都扩张为两个可选信道分配方案，然后转入步骤（c）；（c）第一轮过滤：根据相邻波束覆盖区域不能共用同一子信道的约束条件，从集合T中排除不满足约束条件的信道分配方案；将已选区域划分为内部区域和外部区域，内部区域为相邻波束覆盖区域都在集合V的区域，外部区域是存在某相邻波束覆盖区域不在集合V的区域；当存在内部区域时，进行第二轮过滤，跳入步骤（d），否则跳入步骤（e）；（d）第二轮过滤：将外部区域的标记值全部相同的信道分配方案进行比较，计算所有内部区域的波束覆盖区域的更新后区域权重W之和，保留计算结果最大的信道分配方案，然后转入步骤（e）；（e）判断已选区域是否包含所有波束覆盖区域，如果是，则计算集合T中的所有信道分配方案的波束覆盖区域的更新后区域权重W之和，计算结果最大的信道分配方案为单信道资源分配最佳方案，单个子信道的资源分配算法结束，转入步骤（5）；否则，跳转入步骤（b）；（5）当子信道序号n小于信道总数N时，跳转到步骤（2），否则多波束卫星移动通信系统无线资源分配结束。