JPWO2020051685A5 - - Google Patents
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Description
本発明の一局面は、割り当て可能な通信リソースをそれぞれ有する、複数の非静止衛星および／または静止衛星の群と、前記衛星の群との間で信号を送信および受信するための１つまたは複数の地球局からなる地上システムと、前記衛星の群との間で信号を送信および受信するための複数の衛星端末と、前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて、衛星および地上システムのリソースを動的に割り当てるように動作可能なコントローラと、を含む通信システムとして、特徴付けられる。前記コントローラは、リンクバジェットレシピを事前にコンパイルし、全ての潜在的なリンクのリンクバジェットを計算し、且つ前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて、衛星および地上システムリソースを動的に割り当てるのに、前記事前に計算されたリンクバジェットを使用する最適化アルゴリズムを実行する、ように更に動作可能である。 One aspect of the invention provides a plurality of non-geostationary satellites and/or a constellation of geostationary satellites, each having assignable communication resources, and one or more constellations for transmitting and receiving signals between said constellation of satellites. a ground system consisting of an earth station, a plurality of satellite terminals for transmitting and receiving signals to and from said constellation of satellites, and a satellite and a controller operable to dynamically allocate resources of a ground system. The controller pre-compiles link budget recipes, calculates link budgets for all potential links, and allocates satellite and ground system resources according to the communication service requirements required by the plurality of satellite terminals. It is further operable to perform an optimization algorithm that uses the pre-computed link budget to dynamically allocate.
本発明の別の局面は、割り当て可能な通信リソースをそれぞれ有する、複数の非静止衛星および／または静止衛星の群と、前記衛星の群の間で信号を送信および受信するための１つまたは複数の地球局からなる地上システムと、前記衛星の群の間で信号を送信および受信するための複数の衛星端末と、を提供することと、前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて、衛星および地上システムのリソースを動的に割り当てることと、を含む衛星システムの操作方法として特徴付けられ得る。そして、このシステムでは、リンクバジェットレシピを事前にコンパイルし、全ての潜在的なリンクについてリンクバジェットを計算すること、前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて衛星および地上システムリソースを動的に割り当てるのに、前記事前計算されたリンクバジェットを使用する最適化アルゴリズムを実行すること。 Another aspect of the invention provides a constellation of a plurality of non-geostationary and/or geostationary satellites, each having assignable communication resources, and one or more constellations for transmitting and receiving signals between said constellation of satellites. and a plurality of satellite terminals for transmitting and receiving signals among a constellation of said satellites, and for the communication services required by said plurality of satellite terminals. and dynamically allocating satellite and ground system resources accordingly. And in this system, the link budget recipe is pre-compiled and the link budget is calculated for all potential links, the satellite and ground system resources according to the communication service requirements required by the multiple satellite terminals. executing an optimization algorithm that uses the pre-computed link budget to dynamically allocate the link budget;
・要求グリッドジェネレータ１０５
・リンクバジェットレシピ解釈プログラム１１０
・群リニアライザ１１５
・衛星リソースおよびルート割り当てオプティマイザ１２０
・要求調節器１２５
・スラック容量要求１３０
・降雨量予測器１３５
・リアルタイム降雨量データ１４０
・ルートジェネレータ１４５
・フェージングミティゲーター１５０
・周波数計画／タイムスロット割り当てジェネレータ１５５
リソース展開オプティマイザ１００は、エンジニアリング設計に通常使用される任意のプログラミング言語で実施されてもよい。割り当てオプティマイザ１２０は、線形計画定式化の複数の過程を使用して構築することができ、例えば、Ｇｕｒｏｂｉ、ＣＰＬＥＸなどの任意の利用可能な混合整数線形計画解法を利用することができる。以下に説明するシステムの目的のために、リソース展開オプティマイザ１００はＧｕｒｏｂｉを使用して実施された。
・Request grid generator 105
・Link budget recipe interpretation program 110
・Group linearizer 115
- Satellite resource and route allocation optimizer 120
・Requirement regulator 125
・Slack capacity requirement 130
・Rainfall forecaster 135
・Real-time rainfall data 140
・Route generator 145
・Fading Mitigator 150
- Frequency planning/time slot allocation generator 155
Resource deployment optimizer 100 may be implemented in any programming language commonly used for engineering design. Allocation optimizer 120 can be constructed using multiple steps of linear programming formulation, and can utilize any available mixed-integer linear programming solution method, such as Gurobi, CPLEX, etc., for example. For the purposes of the system described below, the resource deployment optimizer 100 was implemented using Gurobi.
リンクバジェットレシピ解釈プログラム１１０
各タイプの端末について、リンクバジェットの「レシピ」は、事前に決定された入力（衛星座標、ユーザー座標、信号周波数、フェージングの可用性、衛星ＥＩＲＰスペクトル密度または衛星Ｇ／Ｔ、衛星Ｃ／Ｉ、ＡＳＩ ＥＰＦＤ）、リンクバジェット方程式、および結果の出力（例：信号対雑音比、スペクトル効率）が供給される。リンクバジェットレシピ解釈プログラム１１０は、入力からリンクバジェットレシピを抽出し、それらを一連の計算タスク（「プリコンパイルされたリンクバジェットレシピ」）にコンパイルする。一連の計算タスクは、群リニアライザ１１５により多数のリンク（何億ものリンクをサポートする可能性がある）に対してベクトル形式で実行され得る。ベクトル処理（低レベルの並列化スキームの意味で）は、これらの計算を実行するための特に効率的な方法であることが分かった。従来技術のリソース割り当て方法は、多くの場合、単一のリンクバジェット（つまり、入力の固定セット）の繰り返しに基づいているため、多数の端末固有のリンクバジェットを処理できない。他の従来の方法に対するこのベクトルベースの方法を構築することの利点は次のとおりである。
Link budget recipe interpretation program 110
For each type of terminal, the link budget "recipe" is based on predetermined inputs (satellite coordinates, user coordinates, signal frequency, fading availability, satellite EIRP spectral density or satellite G/T, satellite C/I, ASI EPFD), link budget equations, and resulting outputs (eg, signal-to-noise ratio, spectral efficiency) are provided. The link budget recipe interpreter 110 extracts link budget recipes from the input and compiles them into a series of computational tasks ("precompiled link budget recipes"). A series of computational tasks may be performed in a vector format by the swarm linearizer 115 for a large number of links (potentially supporting hundreds of millions of links). Vector processing (in the sense of a low-level parallelization scheme) has been found to be a particularly efficient way to perform these calculations. Prior art resource allocation methods are often based on repeating a single link budget (i.e., a fixed set of inputs) and therefore cannot handle large numbers of terminal-specific link budgets . The advantages of building this vector-based method over other conventional methods are:
１）リンクバジェット定義をリンクバジェット実行から分離することによる、そのリンクバジェット定義の柔軟性および迅速なターンアラウンドタイム、および
２）ベクトル形式の実装を使用した高速実行
群リニアライザ１１５
群リニアライザ１１５の目的は、アロケーションオプティマイザ１２０によって実行されるアロケーションを通知するために必要な量である、潜在的な衛星からユーザーへのリンク（アップリンクおよびダウンリンクの両方）をそれらのスペクトル効率とペイロード電力利用との観点から特徴付けることである。群リニアライザ１１５は、粗視化並列化を使用して、リソースの最良の利用を達成し得る。このモジュールの重要な側面は次のとおりである。
1) Flexibility and quick turnaround time of link budget definition by separating link budget definition from link budget execution; and 2) Fast execution using vector-form implementation. Group Linearizer 115
The purpose of the constellation linearizer 115 is to optimize potential satellite-to-user links (both uplinks and downlinks) with their spectral efficiencies and the amount necessary to inform the allocations performed by the allocation optimizer 120. It is characterized from the perspective of payload power utilization. Group linearizer 115 may use coarse-grained parallelization to achieve the best utilization of resources. Important aspects of this module are:
１．（新しい）グリッドポイントのターゲットへの割り当て
２．リンクバジェット評価
ビームのｅｆｐｄ制約は、端末の直前の追加、および／または、リアルタイム操作の要求に柔軟性をもたらし、必要がなくても、追加コストが全てのビームの電力制約の計算に関連する。
1. Assigning (new) grid points to targets 2. Link Budget Evaluation Beam efpd constraints provide flexibility for last-minute addition of terminals and/or real-time operation requirements, even if not required, additional cost is associated with calculating power constraints for all beams.
・衛星、ビーム位置、グリッドポイントの有効なトリプレットごとに、高速ベクトル実装を使用して、離散電力スペクトル密度レベルの事前定義された数で「事前コンパイル済みリンクバジェットレシピ」を使用してダウンリンクおよびアップリンクリンクバジェットを評価する：３４０。また、各リンクに必要な入力ＲＦ電力スペクトル密度を評価する。 For each valid triplet of satellites, beam positions, and grid points, downlink and Evaluate uplink link budget : 340. Also, evaluate the input RF power spectral density required for each link.
ダウンリンク：全てのタイムステップで、降雨量予測１３５に基づいてフェージングを予約するリンクバジェットを生成し、フェージングの事前定義された関数に基づいて「フェージングオフセット」（ｐｆｄマスク制限の対象）と呼ばれる追加の衛星パワースペクトル密度を割り当てる。これらのリンクバジェットを割り当てオプティマイザ１２０への入力として使用する。このオプティマイザは、フェージングと部分的または完全なフェージングオフセットを考慮して、利用可能な衛星ビームパワーと帯域幅を最適に展開する。次に、実際のリンクバジェットは、実際の降雨量に基づくフェージングを予約して再実行される。次に、割り当てオプティマイザ１２０は、予測されたリンクバジェットに基づく最初の最適化に基づいて衛星リンク選択を凍結したまま、実際のリンクバジェットを使用して再実行できる。この第２段階の最適化は、リアルタイムの信号対雑音比に基づく準リアルタイムのＭＯＤＣＯＤの選択を考慮して、実際のフェージングを考慮して割り当てられた衛星ビーム帯域幅を最適に調整する。次に、群の性能は、第２段階のリソース割り当てと実際のリンクバジェットの組み合わせに基づいて計算される。フェージングオフセットの生成に使用される予め定義された関数は、シミュレーション結果に基づいて調整され、フェージングをオフセットする必要性と、衛星リソースへの圧力による他のフェードされていないリンクへのこれらのオフセットの影響を制限する必要性とのバランスを取る。あるいは、使用可能なリンクのセットを構築する際に複数のパワースペクトル密度設定が使用される場合、このオフセットフェージングのトレードオフは、割り当てオプティマイザ１２０に任せることができる。 Downlink: At every time step, generate a link budget that reserves fading based on the rainfall forecast 135 and adds an additional called "fading offset" (subject to PFD mask restrictions) based on a predefined function of fading. Assign the satellite power spectral density of . These link budgets are used as input to allocation optimizer 120. This optimizer optimally deploys the available satellite beam power and bandwidth, taking into account fading and partial or complete fading offsets. The actual link budget is then re-executed with a reservation for fading based on actual rainfall. Allocation optimizer 120 can then freeze the satellite link selection based on the initial optimization based on the predicted link budget and rerun it using the actual link budget . This second stage optimization takes into account near-real-time MODCOD selection based on real-time signal-to-noise ratio to optimally adjust the allocated satellite beam bandwidth to account for real fading. The performance of the group is then calculated based on the combination of the second stage resource allocation and the actual link budget . The predefined functions used to generate fading offsets are adjusted based on the simulation results and the need to offset fading and the pressure on other non-faded links due to the pressure on satellite resources. Balance this with the need to limit impact. Alternatively, if multiple power spectral density settings are used in constructing the set of available links, this offset fading trade-off can be left to allocation optimizer 120.
２）アップリンク：全てのタイムステップで、降雨量の予測に基づいてフェージングを予約するリンクバジェットを生成し、全ての端末（フェージングと非フェージング）に地上端末の電力を割り当てて、フェージングされていない端末のリンク性能を犠牲にして、他の（フェージングされていない）端末による干渉障害を減らしてフェージングされたリンクを改善する。これらのリンクバジェットを、衛星リンクの最適なセットを最適に選択する割り当てオプティマイザ120への入力として使用する。次に、実際のリンクバジェットは、実際の過去の降雨量に基づいてフェージングの予約を再実行する。次に、割り当てオプティマイザ１２０は、予測されたリンクバジェットに基づく第１の最適化に基づいて衛星リンク選択を凍結したまま、実際のリンクバジェットを使用して再実行できる。この第2段階の最適化は、リアルタイムの信号対雑音比に基づく準リアルタイムのＭＯＤＣＯＤの選択を考慮に入れて、フェージングと調整された地上端末の電力レベルを考慮して、利用可能な衛星ビーム帯域幅を最適に調整する。次に、群性能は、第２段階のリソース割り当てと実際のリンクバジェットの組み合わせに基づいて計算される。 2) Uplink: At every time step, generate a link budget that reserves fading based on the rainfall forecast and allocates ground terminal power to all terminals (fading and non-fading) to ensure that no fading occurs. Improving a fading link by reducing interference interference from other (non-fading) terminals at the expense of the terminal's link performance. These link budgets are used as input to the allocation optimizer 120, which optimally selects the best set of satellite links. The actual link budget then re-does the fading reservation based on the actual historical rainfall. Allocation optimizer 120 can then freeze the satellite link selection based on the first optimization based on the predicted link budget and rerun it using the actual link budget . This second stage optimization takes into account near-real-time MODCOD selection based on real-time signal-to-noise ratio, taking into account fading and adjusted ground terminal power levels, and determining the available satellite beam bandwidth. Optimize the width. Group performance is then calculated based on the combination of the second stage resource allocation and the actual link budget .
Claims (33)
前記衛星の群との間で信号を送信および受信するための１つまたは複数の地球局からなる地上システムと、
前記衛星の群との間で信号を送信および受信するための複数の衛星端末と、
前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて、衛星および地上システムのリソースを動的に割り当てるように動作可能なコントローラと、
を含む通信システムであって、
前記コントローラは、
リンクバジェットレシピを事前にコンパイルし、全ての潜在的なリンクのリンクバジェットを計算し、且つ
前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて、衛星および地上システムリソースを動的に割り当てるために、前記事前にコンパイルおよび計算されたリンクバジェットを使用する最適化アルゴリズムを実行する、
ように更に動作可能である、
通信システム。 a plurality of non-geostationary and/or geostationary satellites, each having assignable communication resources;
a ground system consisting of one or more earth stations for transmitting and receiving signals to and from said constellation of satellites;
a plurality of satellite terminals for transmitting and receiving signals to and from the constellation of satellites;
a controller operable to dynamically allocate satellite and ground system resources in response to requests for communication services required by the plurality of satellite terminals;
A communication system comprising:
The controller includes:
pre-compiling link budget recipes, calculating link budgets for all potential links, and dynamically allocating satellite and ground system resources according to the communication service requirements required by the plurality of satellite terminals; executing an optimization algorithm using said previously compiled and calculated link budget to
further operable as,
Communications system.
集中型コントローラ、 centralized controller,
分散リソースコントローラ、および distributed resource controller, and
複数のコントローラ、 multiple controllers,
から構成されるグループから選択される、 selected from a group consisting of,
請求項１に記載のシステム。 The system according to claim 1.
請求項１に記載のシステム。 the controller is operable to pre-compile the link budget recipe and calculate the link budget using vector processing;
The system of claim 1.
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The optimization algorithm allocates satellites by individual grid points or by cells, allocates satellite communication beam resources by individual grid points or by cells,
A system according to any one of claims 1 to 4 .
要求グリッドは、生成されたタイムステップの連続ストリームを含み、前記タイムステップの連続ストリームは、タイムステップの２つのストリームに分割され、前記ベネチアンブラインドアルゴリズムは、前記タイムステップのブロックを第１ストリームおよび第２ストリームに交互に割り当て、
前記タイムステップの第１ストリームにおける各タイムステップのブロックは、前記第１ストリームの他のタイムステップのブロックから分離して最適化され、
前記タイムステップの第２ストリームにおける各タイムステップのブロックは、前記タイムステップの第１ストリームにおける前記最適化されたタイムステップのブロックを境界条件制約として使用し、前記第２ストリームにおける他のタイムステップのブロックから分離して最適化される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller is operable to dynamically allocate satellite resources by executing a Venetian blind algorithm, wherein:
The request grid includes a continuous stream of generated timesteps, the continuous stream of timesteps is split into two streams of timesteps, and the Venetian blind algorithm divides the blocks of timesteps into a first stream and a second stream . Alternately assigned to 2 streams,
blocks of each time step in the first stream of time steps are optimized separately from blocks of other time steps of the first stream;
The blocks of each timestep in the second stream of timesteps use the optimized blocks of timesteps in the first stream of timesteps as boundary condition constraints and the blocks of other timesteps in the second stream. Optimized separately from blocks,
A system according to any one of claims 1 to 4 .
最適化の前に、スペクトル効率およびペイロード電力利用効率の観点から、ユーザーアップリンクおよびダウンリンクに潜在的な衛星を特徴付け、
前記のスペクトル効率およびペイロード電力利用効率のデータを前記最適化アルゴリズムに入力する、
ように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller includes:
Before optimization, characterize potential satellites for user uplink and downlink in terms of spectral efficiency and payload power utilization efficiency,
inputting the spectral efficiency and payload power utilization efficiency data into the optimization algorithm ;
It is possible to operate as
A system according to any one of claims 1 to 4 .
連続変数を使用して、ポイントごとに緩和された解を決定し、
次に、より狭く定義された対象および範囲を使用して、元の混合整数問題を解く、
ことにより、衛星リソースを動的に割り当てるように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
Determine a point-by-point relaxed solution using continuous variables,
Then solve the original mixed integer problem using a more narrowly defined target and range,
is operable to dynamically allocate satellite resources by;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
重み付けされた対象が、全てのグリッドポイントにわたって最小満足度および平均満足度を最大化するために等しい重みを与えるように、最小満足度および平均満足度のバランスを取り、
ストレートＭＩＰ（混合整数計画）定式化を使用して最適化計算を実行する、
ことにより、衛星リソースを動的に割り当てるように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
balance the minimum and average satisfaction such that the weighted object gives equal weight to maximize the minimum and average satisfaction across all grid points;
perform optimization calculations using a straight MIP (Mixed Integer Programming) formulation;
is operable to dynamically allocate satellite resources by;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
重み付けされた対象が、全てのグリッドポイントにわたる平均満足度と総配信容量を最大化するために等しい重みを与えるように、平均満足度および総容量のバランスを取り、
ストレートＭＩＰ（混合整数計画）定式化を使用して最適化計算を実行する、
ことにより、
衛星リソースを動的に割り当てるように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
Balance the average satisfaction and total capacity such that the weighted target gives equal weight to maximize the average satisfaction and total delivery capacity across all grid points;
perform optimization calculations using a straight MIP (Mixed Integer Programming) formulation;
By this,
operable to dynamically allocate satellite resources;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
重み付けされた対象が、全てのグリッドポイントにわたる前記平均満足度と前記総収入を最大化するために等しい重みを与えるように、平均満足度および総収入のバランスを取り、
ストレートＭＩＰ（混合整数計画）定式化を使用して最適化計算を実行する、
ことにより、
衛星リソースを動的に割り当てるように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
balancing the average satisfaction and total income such that the weighted object gives equal weight to maximize the average satisfaction and the total income across all grid points;
perform optimization calculations using a straight MIP (Mixed Integer Programming) formulation;
By this,
operable to dynamically allocate satellite resources;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
整数変数の最適化問題として衛星リソースの割り当てを特徴づけることと、
整数変数を連続変数に変換することにより、前記最適化問題の緩和された解を決定することと、
要求された帯域幅に対する任意の帯域幅の比率である最小満足度を最大化することと、
最小限界と減少した満足度の解空間を含む、より適切に動作する目的で前記最適化問題を解くこと、
により、衛星リソースを動的に割り当てるように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
characterizing satellite resource allocation as an optimization problem of integer variables;
determining a relaxed solution to the optimization problem by converting integer variables into continuous variables;
maximizing the minimum satisfaction, which is the ratio of any bandwidth to the requested bandwidth;
solving the optimization problem with the objective of better performance, including a minimal bound and a solution space of reduced satisfaction;
is operable to dynamically allocate satellite resources by;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 the controller is operable to relax demands to determine a feasible grid of demands that can be met before executing the optimization algorithm ;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 the optimization algorithm includes throughput allocation on an intersatellite link (ISL);
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller puts the request into a workable state by relaxing the request to define a workable request grid that can be satisfied by responding to customers requesting satellite resources in excess of available capacity. the executable requirements grid is used as an input to the optimization algorithm ;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステムであり、
前記追加の制約は、
・順方向ダウンリンクおよび戻り方向の両方で、任意のＰｏＰから任意のユーザー衛星へ全てのアクティブリンクによってサポートされる総スループットが、この衛星からそのＰｏＰに割り当てられた全てのユーザーに配信される合計スループットと一致する
・任意のＩＳＬ上の全てのアクティブリンクの総スループットがＩＳＬスループット性能以下である
・順方向および戻り方向の両方で、着陸ステーション／衛星ビームを介して全てのアクティブリンクをサポートするために必要な総帯域幅がそのビームを介して割り当てられた合計帯域幅を超えない。 The controller is operable to achieve full link routing and selection optimization, and the user terminals routed to a point of presence (PoP) by dynamically allocating satellite resources subject to the following additional constraints: supporting both forward and return to,
The system according to any one of claims 1 to 4 ,
The additional constraints are:
The total throughput supported by all active links from any PoP to any user satellite , both in the forward downlink and in the return direction , delivered from this satellite to all users assigned to that PoP Match throughput
- The aggregate throughput of all active links on any ISL is less than or equal to the ISL throughput performance - The aggregate throughput required to support all active links via the landing station/satellite beam in both the forward and return directions The bandwidth does not exceed the total bandwidth allocated over that beam.
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 the controller simulates swarm performance using a globally distributed historical set of rainfall data and optimizes resource allocation using rainfall fading computed based on global rainfall forecasts; is operable to provide fading analysis and mitigation as part of the optimization algorithm ;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 the controller is operable to model beam bandwidth variables using integers to capture the accuracy of allocable resources;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 the controller is operable to manage beam squints by assigning frequencies to them based on the actual position of the terminal relative to the position of the beam center at a center frequency;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 the controller is operable to group terminals into fixed terrestrial cells where cell members are jointly connected to a common satellite;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
任意の時間に許可されるビーム位置またはターゲットの数の整数制約を含むことと、
要求の高いビームターゲットは、ノードの実現可能性に大きな影響を与える可能性が高いためので、混合整数問題の解決を高速化するために各ビームターゲットの容量要求に基づいてブランチの優先順位を設定すること、
により、
衛星が制約されたビーム位置のセットをサポートすることができる群内でリソース割り当てを最適化するように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
including an integer constraint on the number of beam positions or targets allowed at any time;
Prioritize branches based on the capacity demands of each beam target to speed up the solution of mixed integer problems, because highly demanding beam targets are likely to have a large impact on node feasibility. to do ,
According to
the satellite is operable to optimize resource allocation within a constellation capable of supporting a constrained set of beam positions;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
各瞬間リンクの長期的な可用性を特徴づけることと、
重み付け対象および／または階層対象を使用する晴天の容量最適化と並行して、任意の端末へのリンクチェーンの時間平均された長期可用性を最大化するために、マルチタイムステップブロックでリンク割り当てを最適化すること、
により、
フェージングの下での長期リンク可用性を最適化するように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
characterizing the long-term availability of each instantaneous link;
Optimize link allocation in multi-timestep blocks to maximize time-averaged long-term availability of link chains to any terminal, in parallel to clear-sky capacity optimization using weighted and/or hierarchical targets to become
According to
operable to optimize long-term link availability under fading;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
衛星への端末の割り当てにバイナリ変数を利用する混合整数線形計画最適化を実行するのではなく、
単一係数および整数定数を持つフロー容量制約によって衛星制約を概算し、フロー値がリンクの数を表すネットワークフロー問題としてリソース割り当てを最適化するように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
Rather than performing a mixed integer linear programming optimization that utilizes binary variables for the assignment of terminals to satellites,
approximating the satellite constraint by a flow capacity constraint with a single coefficient and an integer constant, operable to optimize resource allocation as a network flow problem where the flow value represents the number of links;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項２６に記載のシステム。 the satellite constraints include beam bandwidth, frequency reuse constraints, and available radiated RF power;
27. The system of claim 26 .
パターンが衛星から見た固定端末の均一な分布の見かけの動きと同じ一般的な方向に従って決定論的曲線に沿って移動する、衛星ビュービームレイアウトを使用して、前記最適化アルゴリズムを実行するように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
The optimization algorithm is performed using a satellite view beam layout, where the pattern moves along a deterministic curve according to the same general direction as the apparent movement of a uniform distribution of fixed terminals as seen from the satellite. is operable to
A system according to any one of claims 1 to 4 .
衛星の視野内のしきい値間隔に基づいて、全て互いに完全に結合されたビームのグループとして定義される、ビームの任意のクラスターに割り当てられた総有効帯域幅を制限することによって周波数再利用を制御し、周波数再利用制約を組み込むためにビームのグループを定義するように動作可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。 The controller,
Frequency reuse is achieved by limiting the total effective bandwidth allocated to any cluster of beams, defined as a group of beams that are all fully coupled to each other, based on a threshold spacing within the satellite's field of view. is operable to define groups of beams to control and incorporate frequency reuse constraints;
A system according to any one of claims 1 to 4 .
前記衛星の群の間で信号を送信および受信するための１つまたは複数の地球局からなる地上システムと、
前記衛星の群の間で信号を送信および受信するための複数の衛星端末と、
を提供することと、
リンクバジェットレシピを事前にコンパイルし、全ての潜在的なリンクについてリンクバジェットを計算することと、
前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて衛星および地上システムリソースを動的に割り当てるのに、前記事前にコンパイルおよび計算されたリンクバジェットを使用する最適化アルゴリズムを実行することと、
により、
前記複数の衛星端末が必要とする通信サービスの要求に応じて、衛星および地上システムのリソースを動的に割り当てることと、
を含む衛星システムの操作方法。 a plurality of non-geostationary and/or geostationary satellites, each having assignable communication resources;
a ground system consisting of one or more earth stations for transmitting and receiving signals between said constellation of satellites;
a plurality of satellite terminals for transmitting and receiving signals among the constellation of satellites;
and
pre-compiling a link budget recipe and calculating a link budget for all potential links;
executing an optimization algorithm using the pre-compiled and calculated link budget to dynamically allocate satellite and ground system resources in response to communication service requirements required by the plurality of satellite terminals; ,
According to
Dynamically allocating satellite and ground system resources according to requests for communication services required by the plurality of satellite terminals;
How to operate the satellite system, including.
集中型方法、
分散型方法、および
複数の別々のコントローラ、
から構成されるグループから選択される方法で実行される、
請求項３０に記載の方法。 Pre-compilation and execution of the optimization algorithm comprises:
centralized method,
distributed method, and multiple separate controllers,
performed in a manner selected from a group consisting of;
31. The method of claim 30 .
請求項３０に記載の方法。 Pre-compiling the link budget recipe and calculating a link budget includes pre-compiling the link budget recipe and calculating a link budget for all potential links using vector processing.
31. The method of claim 30 .
請求項３２に記載の方法。 the vector processing includes performing a low-level parallelization scheme;
33. The method of claim 32 .
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