專利名稱：一種星載無線資源管理分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種星載無線資源管理分配方法，可廣泛應(yīng)用于寬帶多媒體衛(wèi)星。
背景技術(shù)：
寬帶多媒體通信衛(wèi)星是我國重點發(fā)展的新一代通信衛(wèi)星系統(tǒng)，系統(tǒng)無線資源管理與分配作為關(guān)鍵技術(shù)之一，直接關(guān)乎系統(tǒng)性能和用戶使用體驗的優(yōu)劣程度。寬帶多媒體衛(wèi)星中不同業(yè)務(wù)類型申請對于實時性和QoS保證的要求存在很大差異，系統(tǒng)的無線資源管理與分配過程需要體現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級同時滿足具體業(yè)務(wù)實時帶寬需求的變化。另一方面，傳統(tǒng)的無線資源管理與分配策略并沒有考慮當前系統(tǒng)內(nèi)各個信道的質(zhì)量和實際使用狀況，只是通過一定的分配策略將當前的空閑信道或時隙分配給發(fā)起申請的用戶。這樣的分配策略將導(dǎo)致一些質(zhì)量較差的信道或時隙被分配給了當前申請，而一些質(zhì)量較好的信道/ 時隙卻被閑置，整個系統(tǒng)的頻譜資源并沒有得到有效的利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種星載無線資源管理分配方法，該方法使整個寬帶多媒體通信衛(wèi)星系統(tǒng)的頻譜資源能夠得到有效的利用，滿足了靜止軌道(GEO)衛(wèi)星寬帶多媒體應(yīng)用的星載動態(tài)無線資源管理與分配。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種星載無線資源管理分配方法實現(xiàn)如下(1)業(yè)務(wù)申請到多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列映射(1)業(yè)務(wù)申請到多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列映射將系統(tǒng)待處理業(yè)務(wù)隊列劃分為實時業(yè)務(wù)隊列，具有最高優(yōu)先級；非實時業(yè)務(wù)隊列，具有高優(yōu)先級；動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)隊列，具有低優(yōu)先級；將不同類型的業(yè)務(wù)申請依次映射至所述相應(yīng)的優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列，保證優(yōu)先級高的業(yè)務(wù)申請優(yōu)先得到處理；所述不同類型的業(yè)務(wù)包括恒定比特率業(yè)務(wù)(CBI )、實時可變比特率業(yè)務(wù)(RT-VBI )、非實時可變比特率業(yè)務(wù)(NRT-VBR)、可用比特率業(yè)務(wù)(ABR)、未定比特率業(yè)務(wù)(UBR)和動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)；所述動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)包括=RT-VBR業(yè)務(wù)、NRT-VBR業(yè)務(wù)、ABR業(yè)務(wù)通信維持階段的動態(tài)帶寬按需申請；將恒定比特率業(yè)務(wù)(CBR)、實時可變比特率業(yè)務(wù)(RT-VBR)映射至實時業(yè)務(wù)隊列； 將非實時可變比特率業(yè)務(wù)(NRT-VBR)、可用比特率業(yè)務(wù)(ABR)映射至非實時業(yè)務(wù)隊列；將未定比特率業(yè)務(wù)(UBR)、動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)映射至BoD業(yè)務(wù)隊列；(2)多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度其次進行多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度，調(diào)度時首先對實時業(yè)務(wù)隊列、非實時業(yè)務(wù)隊列和BoD業(yè)務(wù)隊列的業(yè)務(wù)處理量進行評估，根據(jù)業(yè)務(wù)量確定不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列占取業(yè)務(wù)處理時間的比例，并由此確定不同優(yōu)先級隊列中一次處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包數(shù)，在每次調(diào)度時根據(jù)不同優(yōu)先級隊列的處理單位數(shù)對各隊列依次進行調(diào)度，在保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)申請優(yōu)先得到處理的同時兼顧處理的公平性；
(3)基于頻譜檢測的無線資源管理與分配進行業(yè)務(wù)處理過程中，完成系統(tǒng)無線資源的管理與分配基于頻譜檢測結(jié)果，實現(xiàn)過程為首先根據(jù)空間頻譜檢測結(jié)果對頻譜資源的質(zhì)量等級進行劃分，對干擾類型進行記錄，分別更新和維護對應(yīng)不同質(zhì)量等級的資源配置表；其次根據(jù)業(yè)務(wù)申請的優(yōu)先級與類型為不同申請分配不同質(zhì)量等級的頻譜資源，保證高優(yōu)先級的申請優(yōu)先獲取高質(zhì)量的頻譜資源，提高頻譜利用率；(4)對系統(tǒng)進行無線資源管理與分配對系統(tǒng)進行無線資源管理與分配時，根據(jù)干擾量級和干擾時間特性完成頻譜資源的動態(tài)指配，在保證通信質(zhì)量的同時達到了規(guī)避干擾的效果。本發(fā)明的原理GE0寬帶多媒體衛(wèi)星系統(tǒng)中，不同業(yè)務(wù)類型申請對于實時性和QoS 保證的要求存在很大差異，系統(tǒng)的無線資源管理與分配過程需要體現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級同時滿足具體業(yè)務(wù)實時帶寬需求的變化；另一方面，受不同形式干擾的影響，空間頻譜的質(zhì)量狀況及對正常通信的影響程度也存在著很大差異，傳統(tǒng)的無線資源管理與分配策略并未結(jié)合頻譜檢測結(jié)果，整個系統(tǒng)的頻譜資源無法得到有效的利用。本發(fā)明基于以上兩點從四個方面結(jié)合業(yè)務(wù)優(yōu)先級與頻譜檢測結(jié)果給出一種星載無線資源管理分配方法。首先根據(jù)寬帶多媒體衛(wèi)星業(yè)務(wù)類型及星上ATM交換技術(shù)特點將系統(tǒng)待處理業(yè)務(wù)隊列劃分為實時業(yè)務(wù)隊列(最高優(yōu)先級)、非實時業(yè)務(wù)隊列(高優(yōu)先級)和BoD業(yè)務(wù)隊列 (低優(yōu)先級)，通過將不同類型的業(yè)務(wù)申請依次映射至相應(yīng)的優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列，保證優(yōu)先級高的業(yè)務(wù)申請優(yōu)先得到處理；其次業(yè)務(wù)隊列進行調(diào)度時，對實時業(yè)務(wù)隊列、非實時業(yè)務(wù)隊列和BoD業(yè)務(wù)隊列的業(yè)務(wù)處理量進行評估，根據(jù)業(yè)務(wù)量確定不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列占取業(yè)務(wù)處理時間的比例，并由此確定不同優(yōu)先級隊列中一次處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包數(shù)，在每次調(diào)度時根據(jù)不同優(yōu)先級隊列的處理單位數(shù)對各隊列依次進行調(diào)度，在保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)申請優(yōu)先得到處理的同時兼顧處理的公平性；業(yè)務(wù)處理過程中，系統(tǒng)無線資源的管理與分配基于頻譜檢測結(jié)果完成。首先根據(jù)空間頻譜檢測結(jié)果對頻譜資源的質(zhì)量等級進行劃分，分別更新和維護對應(yīng)不同質(zhì)量等級的資源配置表；其次根據(jù)業(yè)務(wù)申請的優(yōu)先級與類型為其分配不同質(zhì)量等級的頻譜資源，保證高優(yōu)先級的申請優(yōu)先獲取高質(zhì)量的頻譜資源，提高頻譜利用率；最后對MF-TDMA系統(tǒng)進行無線資源管理與分配時，對不同頻點的干擾量級、干擾出現(xiàn)時刻及持續(xù)時間等進行評估，根據(jù)干擾在頻段和時段的分布特性與干擾量級，采取針對性的處理策略完成頻譜資源的動態(tài)指配以規(guī)避干擾。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明由于采有業(yè)務(wù)申請到多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列映射、多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度、基于頻譜檢測的無線資源管理與分配、結(jié)合頻譜質(zhì)量評估與干擾量級及時段特性分析的頻譜資源動態(tài)指配四個技術(shù)方案，使整個系統(tǒng)的頻譜資源能夠得到有效的利用，在保證通信質(zhì)量的同時達到了規(guī)避干擾的效果，滿足了靜止軌道(GEO)衛(wèi)星寬帶多媒體應(yīng)用的星載動態(tài)無線資源管理與分配。


圖1為本發(fā)明業(yè)務(wù)映射及多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列處理流程圖；圖2為本發(fā)明多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度算法示意圖；圖3為本發(fā)明基于頻譜檢測結(jié)果的無線資源管理與分配流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明包括業(yè)務(wù)申請到多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列映射、多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度、基于頻譜檢測的無線資源管理與分配、結(jié)合頻譜質(zhì)量評估與干擾量級及時段特性分析的頻譜資源動態(tài)指配四個組成部分。如圖1、表1、表2所示，根據(jù)表1所示的業(yè)務(wù)類型劃分及其實時性與QoS要求首先將系統(tǒng)待處理業(yè)務(wù)隊列劃分為實時業(yè)務(wù)隊列(最高優(yōu)先級)、非實時業(yè)務(wù)隊列(高優(yōu)先級)和BoD業(yè)務(wù)隊列(低優(yōu)先級)；其次按表2規(guī)定的方式完成業(yè)務(wù)映射(1)恒定比特率業(yè)務(wù)(CBR)、實時可變比特率業(yè)務(wù)(RT-VBR)映射至實時業(yè)務(wù)隊列；(2)非實時可變比特率業(yè)務(wù)(NRT-VBR)、可用比特率業(yè)務(wù)(ABR)映射至非實時業(yè)務(wù)隊列；(3)未定比特率業(yè)務(wù)(UBR)、 動態(tài)按需申請BoD ；動態(tài)按需申請BoD (包括RT-VBR業(yè)務(wù)、NRT-VBR業(yè)務(wù)、ABR業(yè)務(wù)通信維持階段的動態(tài)帶寬按需申請)映射至BoD業(yè)務(wù)隊列，最后依次完成對各優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列的調(diào)度和處理。RT-VBR業(yè)務(wù)、NRT-VBR業(yè)務(wù)和ABR業(yè)務(wù)采用固定與按需分配組合的資源分配方式。 在通信或連接建立階段，無線資源管理單元(RRM)為連接固定分配一定數(shù)量的時隙資源； 在通信維持階段，終端根據(jù)業(yè)務(wù)ATM信元的實際到達速率，在固定分配時隙資源不能滿足需求的情況下，采用動態(tài)按需申請方式發(fā)送資源請求(基于速率或基于容量的動態(tài)帶寬請求)到RRM，RRM為終端分配額外的時隙資源。表1為本發(fā)明業(yè)務(wù)映射及多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列處理流程
權(quán)利要求
1.一種星載無線資源管理分配方法，其特征在于實現(xiàn)如下(1)業(yè)務(wù)申請到多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列映射將系統(tǒng)待處理業(yè)務(wù)隊列劃分為實時業(yè)務(wù)隊列，具有最高優(yōu)先級；非實時業(yè)務(wù)隊列，具有高優(yōu)先級；動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)隊列，具有低優(yōu)先級；將不同類型的業(yè)務(wù)申請依次映射至所述相應(yīng)的優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列，保證優(yōu)先級高的業(yè)務(wù)申請優(yōu)先得到處理；所述不同類型的業(yè)務(wù)包括恒定比特率業(yè)務(wù)(CBI )、實時可變比特率業(yè)務(wù)(RT-VBI )、非實時可變比特率業(yè)務(wù) (NRT-VBR)、可用比特率業(yè)務(wù)(ABR)、未定比特率業(yè)務(wù)(UBR)和動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)；所述動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)包括=RT-VBR業(yè)務(wù)、NRT-VBR業(yè)務(wù)、ABR業(yè)務(wù)通信維持階段的動態(tài)帶寬按需申請；將恒定比特率業(yè)務(wù)(CBR)、實時可變比特率業(yè)務(wù)(RT-VBR)映射至實時業(yè)務(wù)隊列；將非實時可變比特率業(yè)務(wù)(NRT-VBR)、可用比特率業(yè)務(wù)(ABR)映射至非實時業(yè)務(wù)隊列；將未定比特率業(yè)務(wù)(UBR)、動態(tài)按需申請BoD業(yè)務(wù)映射至BoD業(yè)務(wù)隊列；(2)多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度其次進行多優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列調(diào)度，調(diào)度時首先對實時業(yè)務(wù)隊列、非實時業(yè)務(wù)隊列和BoD 業(yè)務(wù)隊列的業(yè)務(wù)處理量進行評估，根據(jù)業(yè)務(wù)量確定不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列占取業(yè)務(wù)處理時間的比例，并由此確定不同優(yōu)先級隊列中一次處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包數(shù)，在每次調(diào)度時根據(jù)不同優(yōu)先級隊列的處理單位數(shù)對各隊列依次進行調(diào)度，在保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)申請優(yōu)先得到處理的同時兼顧處理的公平性；(3)基于頻譜檢測的無線資源管理與分配進行業(yè)務(wù)處理過程中，完成系統(tǒng)無線資源的管理與分配基于頻譜檢測結(jié)果，實現(xiàn)過程為首先根據(jù)空間頻譜檢測結(jié)果對頻譜資源的質(zhì)量等級進行劃分，對干擾類型進行記錄，分別更新和維護對應(yīng)不同質(zhì)量等級的資源配置表；其次根據(jù)業(yè)務(wù)申請的優(yōu)先級與類型為不同申請分配不同質(zhì)量等級的頻譜資源，保證高優(yōu)先級的申請優(yōu)先獲取高質(zhì)量的頻譜資源，提高頻譜利用率；(4)對系統(tǒng)進行無線資源管理與分配對系統(tǒng)進行無線資源管理與分配時，根據(jù)干擾量級和干擾時間特性完成頻譜資源的動態(tài)指配，在保證通信質(zhì)量的同時達到了規(guī)避干擾的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星載無線資源管理分配方法，其特征在于所述步驟(4)中， 根據(jù)干擾量級和干擾時間特性完成頻譜資源的動態(tài)指配如下(1)對于長時間重度干擾，將對應(yīng)載波為不可用，對于新提交申請，在確定預(yù)約載波時避開這些載波；對于已在該載波下分配資源終端的預(yù)約載波進行調(diào)整；(2)對于長時間輕度干擾，根據(jù)干擾量級將對應(yīng)的載波和時隙資源劃歸不同質(zhì)量等級的資源配置表；對于新提交申請，根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級等選擇不同質(zhì)量等級的資源配置表為其分配資源；對于已在對應(yīng)載波分配資源的終端，可視剩余資源狀況、用戶意愿等選擇性的進行資源調(diào)整以提高服務(wù)質(zhì)量；(3)對于短時隨機重度干擾，對于頻繁出現(xiàn)，每次持續(xù)時間較短但又沒有時間分布規(guī)律的干擾，采用同步驟(1)長時間重度干擾類似的處理方法；(4)對于短時且具有時段和頻段分布規(guī)律的重度干擾，結(jié)合時段和頻段分布規(guī)律，在強干擾活躍期根據(jù)干擾量級將對應(yīng)載波和時隙置為不可用或置入不同質(zhì)量等級的資源配置表，分別采用同步驟(1)長時間重度干擾或同步驟( 長時間輕度干擾類似的處理方法；在強干擾平靜期，根據(jù)干擾量級恢復(fù)對應(yīng)載波和時隙的正常使用。
全文摘要
一種星載無線資源管理分配方法首先，將不同的業(yè)務(wù)申請分別映射到實時業(yè)務(wù)隊列、非實時業(yè)務(wù)隊列和動態(tài)按需申請(BoD)業(yè)務(wù)隊列；根據(jù)業(yè)務(wù)量確定各優(yōu)先級業(yè)務(wù)隊列占取業(yè)務(wù)處理時間的比例，并由此確定不同優(yōu)先級隊列中一次處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包數(shù)；基于空間頻譜檢測結(jié)果對頻譜資源的質(zhì)量等級進行劃分，分別更新和維護對應(yīng)不同質(zhì)量等級的資源配置表；根據(jù)業(yè)務(wù)申請的優(yōu)先級與類型為其分配不同質(zhì)量等級的頻譜資源；對MF-TDMA系統(tǒng)進行無線資源管理與分配時，根據(jù)干擾量級和干擾時間特性完成頻譜資源的動態(tài)指配。本發(fā)明使系統(tǒng)的頻譜資源能夠得到有效的利用，滿足了靜止軌道(GEO)衛(wèi)星寬帶多媒體應(yīng)用的星載動態(tài)無線資源管理與分配。
文檔編號H04W72/08GK102300323SQ201110244529
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者樊寧波, 王宇, 秦勇, 翟盛華, 馬偉 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所