一种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法

本发明涉及多波束卫星通信网络领域，更具体地说，它涉及到带宽动态分配。

由于多波束卫星通信网络系统使用领域广泛，而卫星带宽资源的使用则是系统中重要的一环，随着新业务申请的增加，带宽资源的紧张和带宽资源的浪费也成为了问题，为了带宽分配，通告卫星通信网络的效率，基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法也得到业界广泛的关注。

在多波束多波束卫星通信网络系统中，每个波束都覆盖着特定的范围，在波束覆盖范围内，卫星通信用户有移动切换的特性性，同时通信需求也有聚集的可能性。但是卫星通信网络带宽的有限性限制着新的业务带宽的需求，急需一种改进和优化分配带宽方法，因此提出一种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法。

本发明的目的是提供一种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法，通过对本波束覆盖区域内剩余带宽进行精确估计，自适应的分配波束覆盖区域内的剩余带宽来满足用户新的带宽申请需求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法，包括以下步骤：

首先收集新业务申请的详细信息，判断新申请建链对象是否已经入网，通过则提交新业务申请。然后基于概率阈值检测新业务申请发生的波束覆盖范围是否有剩余带宽，满足则接受申请。接着若本波束覆盖范围没有可用带宽，则检测是否有潜在带宽可以提前释放。最后进一步判断本波束覆盖区域内剩余带宽是否满足需求，如满足可以自适应调整当前剩余带宽以提高整个多波束卫星通信网络系统的服务质量。

可选的，收集新业务申请的详细信息，判断新申请建链对象是否已经入网，通过则提交新业务申请，其特征是：首先收集的新业务申请的基本信息包括任务类型、任务等级、开始时间、结束时间、所属网系匹配、业务目的ID、所需带宽。然后通过多波束卫星通信网络系统的窄带控制信道查询业务目的ID的入网情况，如果目的ID已经入网，则判断提交本次申请。

可选的, 基于概率阈值检测新业务申请发生的波束覆盖范围是否有剩余带宽，其特征是：

设正在执行的业务链接的断开率为，该断开率即为系统期望的掉线率，取值根据多波束卫星通信网络的设计指标给定。此时，设定两个低于的判决门限和，所以，三个判断门限阈值之间的关系如下，设为系统的业务断线概率，为大概率增加带宽的概率值，为小概率减少带宽的概率值。则有：，。

若满足，则认为当前波束覆盖范围内断线率良好，则用的概率控制剩余带宽，减少的带宽可以用来分配给新的业务申请。

可选的, 进一步判断本波束覆盖区域内剩余带宽是否满足需求,其特征是：

将当前波束覆盖范围内的n个正在通信的业务链路中的第i个链路的通信质量用函数来描述，其中，而n条链路占用的带宽用集合来描述，那么，其中是第i条业务链路所占用的带宽，总带宽为B，则。当本波束覆盖范围内带宽资源充足时，为一个新业务建链申请分配其请求带宽；该业务离开或者终止时，释放建链带宽。网络带宽资源不足时，对本波束覆盖范围所有已经建链的业务进行质量降级，即将所有正在连线的链路通信质量函数降低至相同值(如果其中某业务链路已经处于最小传输带宽状态，则不进行降级)，此时，当前波束覆盖范围任意两路相同带宽的通信质量应该一致，则有：，此时，获得的带宽预留给新业务申请使用，并使新业务的质量函数值不低于已经建链的质量函数值，若新业务申请带宽，则可以判断本波束覆盖区域内剩余带宽满足需求，否则不满足需求。

可选的, 如果剩余带宽余量满足需求，则自适应调整当前剩余带宽以提高整个多波束卫星通信网络系统的服务质量,其特征是：

通过自适应调整系数D来判断是否自适应调整带宽，设是在t时刻的剩余带宽。是在t时刻的申请新业务链接的实际所需要的带宽。则调整系数D可用公式：

来描述，调整系数D值为0，则不需要自适应调整，D>0则需要进行带宽的自适应调整。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明能够利用上述种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法，使得带宽的利用率实现最大化。

图1是一种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法流程图；

图2是波束覆盖区域的示意图。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法，如附图1，包括以下步骤：

首先收集新业务申请的详细信息，判断新申请建链对象是否已经入网，通过则提交新业务申请。然后基于概率阈值检测新业务申请发生的波束覆盖范围是否有剩余带宽，满足则接受申请。接着若本波束覆盖范围没有可用带宽，则检测是否有潜在带宽可以提前释放。最后进一步判断本波束覆盖区域内剩余带宽是否满足需求，如满足可以自适应调整当前剩余带宽以提高整个多波束卫星通信网络系统的服务质量。

可选的，收集新业务申请的详细信息，判断新申请建链对象是否已经入网，通过则提交新业务申请，其特征是：首先收集的新业务申请的基本信息包括任务类型、任务等级、开始时间、结束时间、所属网系匹配、业务目的ID、所需带宽。然后通过多波束卫星通信网络系统的窄带控制信道查询业务目的ID的入网情况，如果目的ID已经入网，则判断提交本次申请。

可选的, 如附图2，基于概率阈值检测新业务申请发生的波束覆盖范围是否有剩余带宽，其特征是：

设正在执行的业务链接的断开率为，该断开率即为系统期望的掉线率，取值根据多波束卫星通信网络的设计指标给定。此时，设定两个低于的判决门限和，所以，三个判断门限阈值之间的关系如下，设为系统的业务断线概率，为大概率增加带宽的概率值，为小概率减少带宽的概率值。则有：，。

若满足，则认为当前波束覆盖范围内断线率良好，则用的概率控制剩余带宽，减少的带宽可以用来分配给新的业务申请。

可选的, 进一步判断本波束覆盖区域内剩余带宽是否满足需求,其特征是：

将当前波束覆盖范围内的n个正在通信的业务链路中的第i个链路的通信质量用函数来描述，其中，而n条链路占用的带宽用集合来描述，那么，其中是第i条业务链路所占用的带宽，总带宽为B，则。当本波束覆盖范围内带宽资源充足时，为一个新业务建链申请分配其请求带宽；该业务离开或者终止时，释放建链带宽。网络带宽资源不足时，对本波束覆盖范围所有已经建链的业务进行质量降级，即将所有正在连线的链路通信质量函数降低至相同值(如果其中某业务链路已经处于最小传输带宽状态，则不进行降级)，此时，当前波束覆盖范围任意两路相同带宽的通信质量应该一致，则有：，此时，获得的带宽预留给新业务申请使用，并使新业务的质量函数值不低于已经建链的质量函数值，若新业务申请带宽，则可以判断本波束覆盖区域内剩余带宽满足需求，否则不满足需求。

可选的, 如果剩余带宽余量满足需求，则自适应调整当前剩余带宽以提高整个多波束卫星通信网络系统的服务质量,其特征是：

通过自适应调整系数D来判断是否自适应调整带宽，设是在t时刻的剩余带宽。是在t时刻的申请新业务链接的实际所需要的带宽。则调整系数D可用公式：

来描述，调整系数D值为0，则不需要自适应调整，D>0则需要进行带宽的自适应调整。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明能够利用上述种一基于宽带余量分析的卫星带宽自适应分配方法，使得带宽的利用率实现最大化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。