CN107241134A - 一种低轨卫星通信系统的信道分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道占用率动态调整信道分配方案，包括以下步骤：通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；由终端向卫星控制中心发送资源请求；资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配。本发明将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，充分利用信道资源并最大程度上满足不同用户需求，不可避免的牺牲小部分低优先级业务的情况下保证了系统的整体服务质量处于较高水平。

Description

一种低轨卫星通信系统的信道分配方法

技术领域

本发明涉及一种卫星通信技术，具体为低轨卫星通信系统的信道分配方法。

背景技术

卫星通信凭借其覆盖范围广、不受地理条件影响、可靠性高、抗毁能力强等优势，广泛应用于地面通信系统不易覆盖或建设成本过高的领域。与中高轨卫星通信系统相比，低轨卫星(Low Earth Orbit,LEO)通信系统链路时延小、路径损耗低、便于终端设备小型化，同时，点波束和频率复用技术的发展也为其提供了技术保障，被认为是最有发展前景的卫星通信系统。然而，低轨卫星运动速度快，用户切换频繁，不合理的信道分配策略会造成用户间的频率干扰，降低资源利用率，影响用户体验，因此，合理的信道分配策略对提升系统整体的服务质量至关重要。

随着卫星通信的快速发展，用户密度越来越大，业务类型逐渐丰富，单一的信道分配策略易造成珍贵卫星信道资源的浪费，且无法最大程度上满足全部用户的需求，因此需要对移动用户通信质量的需求以及多媒体业务特点进行详细分析，给出合理有效的信道分配整体方案。

目前的信道分配策略主要包含信道借用、保证切换和信道预留策略。对于信道预留策略，固定信道预留策略易造成较高的新呼叫阻塞率；动态信道预留方案虽能在保护切换呼叫的同时避免过高的新呼叫阻塞率，但已有的大部分研究方案较为单一，系统整体服务质量有待提高。

发明内容

针对现有技术中低轨卫星通信系统的信道分配采用固定信道预留，易造成较高的新呼叫阻塞率等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可充分利用信道资源并最大程度上满足不同用户需求、提升整体的服务质量的低轨卫星通信系统的信道分配方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道占用率动态调整信道分配方案，包括以下步骤：

通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；

由终端向卫星控制中心发送资源请求；

资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；

如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配。

如果普通信道中没有空闲信道，则低轨卫星通信系统判断接入请求优先级，若为高等级业务则判断预留信道中相应等级信道是否存在空闲；

如果预留信道中相应等级信道存在空闲，则直接为用户进行信道分配。

如果接入请求为普通业务或预留信道中相应等级信道没有空闲信道，则采用增强型排队策略；

如果排队截止时间未到，则重新尝试接入；

如果排队截止时间到，仍未接入，则接入失败。

将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道，其中预留信道分配过程为：

预留信道包括一类业务新呼叫截止门限k₁、二类业务新呼叫截止门限k₂、一类业务切换截止门限k′₁和二类业务切换截止门限k′₂，即，k₁与k₂间的信道允许二类新呼叫和切换呼叫接入；k₂与k′₁间的信道只允许切换呼叫接入；而k′₁与k′₂间的信道只允许二类业务的切换呼叫接入；k₁以上为普通信道，允许任何业务接入，C_thresh1和C_thresh2是普通信道占用数量的阈值；采用差分进化算法求解动态信道预留的阈值k，根据预留模型和以上假设，建立信道分配的Markov过程。

还包括以下步骤：通过服务等级判断服务质量，具体为：

定义服务等级(GoS，Grade of Service)为：

其中，αⁱ表示第i类业务的影响因子，β表示新呼叫的影响因子，γ表示切换呼叫的影响因子。GoS是信道预留门限k_i的函数，其值越小，服务质量越高。

普通信道的分配过程如下：

终端根据业务类型和优先级的不同请求不同的信道数目，每个业务的信道请求都包含标准带宽与理想带宽；

卫星系统周期性检测各个波束小区的普通信道占用数量C_r，当占用数量小于阈值C_thresh1，即C_r<C_thresh1时，控制中心满足业务的理想带宽需求；

若随用户数量增加，C_r>C_thresh2，则仅满足低优先级用户的标准带宽需求，保持信道占用数量不高于阈值C_thresh1；

如果仍高于阈值，则高优先级用户释放信道，直到高优先级用户仅剩下标准带宽或信道占用数量低于阈值C_thresh1；

若C_r>C_thresh1，则控制中心满足业务的标准带宽需求；

如果用户数量减少到C_r<C_thresh1，按用户优先级顺序满足理想带宽。

信道释放阈值

C_thresh2大于阈值C_thresh1。

增强型排队策略为：

当相应等级信道过载，用户无法接入时，根据业务特征的不同，用户暂时加入队列等待信道释放，当等待时间超过相应阈值后仍无信道空闲则产生掉话。

增强型排队分为切换队列和新呼叫队列，当出现空闲信道后，切换队列中的业务优先接入信道，直到切换队列为空，开始接入新呼叫队列中的业务。

采用多属性联合决策的方式对队列中的业务进行排序，并实时更新；当有空闲信道时，按顺序依次接入信道。定义测度函数如下：

其中，a+b+c+d＝1，U为用户本身的优先级，U_max为所有用户的最高级别；B为业务优先级，B_max的值为2，代表二类业务，即对实时性要求较高的业务；T为用户在队列内等待的时间，T_max为不同特征的业务等待阈值的最大值；R为剩余等待时间，R_max为剩余时间最大值，队列中按照W从大到小的顺序排列。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明综合考虑业务的多样性、资源利用的公平性、用户和业务的优先级以及系统资源的利用率等，提出将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，且根据不同信道占用率动态调整信道分配方案的信道分配整体解决方案，充分利用信道资源并最大程度上满足不同用户需求，提升整体的服务质量。

2.本发明基于固定信道分配(Fixed Channel Assignment,FCA)方式，即系统通过事先的分配，让每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，对将信道分配给用户的策略展开研究，充分考虑用户体验和系统整体服务质量等因素，在不可避免的牺牲了小部分低优先级业务的情况下保证了系统的整体服务质量处于较高水平。

附图说明

图1为本发明低轨卫星通信系统的信道分配方法流程图；

图2为本发明方法中信道预留示意图；

图3为本发明方法中Markov状态转移示意图；

图4为本发明方法中基于差分进化算法的阈值求解流程图；

图5为本发明方法平均信道利用率对比曲线图；

图6为本发明方法整体接入失败率对比曲线图；

图7为本发明方法服务等级(GoS)对比曲线图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道动态调整采用不同信道分配方案，包括以下步骤：

通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且具有固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；

由终端向卫星控制中心发送资源请求；

资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；

如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配。

如果普通信道中没有空闲信道，则低轨卫星通信系统判断接入请求优先级，若为高等级业务则判断预留信道中相应等级(即将高级用户分为最高级，次高级)信道是否存在空闲；

如果预留信道中相应等级信道存在空闲，则直接为用户进行信道分配。

如果接入请求为普通业务或预留信道中相应等级信道没有空闲信道，则采用增强型排队策略；

如果排队截止时间未到，则重新尝试接入；

如果排队截止时间到，仍未接入，则接入失败。

本发明基于固定信道分配(Fixed Channel Assignment,FCA)方式，即系统通过事先的分配，让每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量。

基于业务的信道分配策略

首先根据业务特征，将业务分为两种类型。一类是网页浏览、文件传输等对实时性要求不高，但增加带宽会明显提升用户体验的业务；二类是语音业务、流类业务等对时延和基本带宽要求严格，但持续增加带宽作用微乎其微的业务。对于用户来说，掉话比无法接入更加难以忍受，因此，结合业务类型以及是否为切换用户，信道预留门限设置如图2所示：

将小区中的信道分为普通信道和预留信道。预留信道部分有一类业务新呼叫截止门限k₁，二类业务新呼叫截止门限k₂、一类业务切换截止门限k′₁和二类业务切换截止门限k′₂。即，k₁与k₂间的信道允许二类新呼叫和切换呼叫接入；k₂与k′₁间的信道只允许切换呼叫接入；而k′₁与k′₂间的信道只允许二类业务的切换呼叫接入。k₁以上为普通信道，允许任何业务接入，C_thresh1和C_thresh2是普通信道占用数量的阈值。

假设新呼叫和切换呼叫的到达服从独立的possion分布，平均到达率分别用λ_n和λ_h表示，表示i类业务的新呼叫到达率，且

所有呼叫的持续时间均服从参数为ω的指数分布，平均呼叫离开率μ＝1/(P_n·E(T_n)+(P_q·E(T_q))，公式中P_n和P_q为新呼叫和切换呼叫的概率，P_n＝λ_n/(λ_n+λ_q)，P_q＝λ_q/(λ_n+λ_q)，E(T_n)和E(T_q)分别为波束中新呼叫和切换呼叫占用时间的期望值，E(T_n)＝T_max/2，T_max是用户可在小区中停留的最大时间，E(T_q)＝1/ω。

根据预留模型和以上假设，建立信道分配的Markov过程，占用信道的状态转移图如图3所示。

设j为系统状态值，值在0到总信道数C之间，π_j为平稳转移概率，根据以上状态转移图可得平衡状态方程如下：

结合归一化条件解方程组得：

经过以上分析，第i类业务的新呼叫阻塞率为系统状态不小于k_i的概率之和，即

第i类业务的切换呼叫阻塞率为系统状态不小于k_i'的概率之和，即

为衡量系统服务质量的好坏，考虑到第二类业务和切换业务的高优先级，本发明定义服务等级(GoS，Grade of Service)为：

其中，αⁱ表示第i类业务的影响因子，β表示新呼叫的影响因子，γ表示切换呼叫的影响因子。GoS是信道预留门限k_i的函数，其值越小，服务质量越高。

由于卫星星上处理能力有限，如果采用传统的线性规划等方法实时计算信道预留阈值将给卫星带来巨大的负担，本发明采用差分进化算法求解动态信道预留的阈值k使服务质量尽可能高。

本发明基于差分进化算法(Differential Evolution,DE)，首先在搜索空间内生成一个随机的初始种群，然后通过差分变异、交叉和选择操作，产生新一代种群。与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)相比，DE算法收敛速度更快、结果更精确，如图4所示，求解步骤如下：

步骤1初始化种群：本算法是建立在上文服务等级GoS的基础上，而GoS是信道预留门限K的函数，所以在可行解空间生成四维随机初始化种群。

步骤2判断种群适应性：计算服务等级，选出最优个体作为目标向量，若目标向量满足服务等级终止条件或进化代数达到设置的最大值，则算法终止，将其作为信道预留阈值的集合。否则，继续执行步骤3。

步骤3变异操作：种群内个体的差分向量经过缩放，与种群内另外的相异个体相加，得到变异向量。

步骤4交叉操作：通过与变异向量的交叉，产生试验向量，试验向量至少有一个分量由变异分量贡献。

步骤5选择操作：DE采用“贪婪”选择策略，根据目标向量和试验向量的适应值来选择最优个体作为下一个目标向量。

普通信道的信道分配策略

在业务不多的波束小区中，大部分信道处于空闲状态，资源利用率较低，于是针对非预留信道，提出新的信道分配方案，避免资源浪费，提升用户体验，改善系统的整体服务质量。

终端根据业务类型和优先级的不同请求不同的信道数目，每个业务的信道请求都包含标准带宽与理想带宽。卫星周期性检测各个波束小区的非预留信道占用数量C_r，当占用数量小于阈值C_thresh1，即C_r<C_thresh1时，控制中心满足业务的理想带宽需求，若随用户数量增加，C_r>C_thresh2，则仅满足低优先级用户的标准带宽需求，保持信道占用数量不高于阈值C_thresh1，如果仍高于阈值，则高优先级用户释放信道，直到高优先级用户仅剩下标准带宽或信道占用数量低于阈值C_thresh1；若C_r>C_thresh1，则控制中心满足业务的标准带宽需求，如果用户数量减少到C_r<C_thresh1，按用户优先级顺序满足理想带宽。

其中，为防止产生乒乓效应，在特定情景下，用户不断的竞争与释放信道，造成较多的信令交互，信道释放阈值C_thresh2需要大于阈值C_thresh1。

增强型排队策略

当小区中没有空闲信道时，与短暂的通信质量不佳相比，更加难以忍受的是直接掉话，因此更合理的方式是令切换用户在波束小区的重叠区内加入目标小区的队列进行排队，如果目标小区出现空闲信道则立即接入。对于新用户，尤其是二类业务和高优先级业务，也是如此，在等待一定时间后接入信道比直接被拒绝服务的用户体验更好。

因此，提出增强型排队策略(Enhanced Queue,EQ)，当小区内全部信道被占用后，根据业务特征的不同，用户可以暂时加入队列等待信道释放，当等待时间超过相应阈值后仍无信道空闲则产生掉话。

与以往的切换排队(Handover Queue,HQ)策略不同，EQ策略分为两个队列，分别是切换和新呼叫队列。当出现空闲信道后，切换队列中的业务可优先接入信道，直到切换队列为空，开始接入新呼叫队列中的业务。此外，为保证高优先级用户和业务的服务质量，同时兼顾用户使用信道资源的公平性，最大程度保障用户体验，提出采用多属性联合决策的方式对队列中的业务进行排序，并实时更新，当有空闲信道时，按顺序依次接入信道。定义测度函数如下：

其中，a+b+c+d＝1。U代表用户本身的优先级，U_max代表所有用户的最高级别；B代表业务优先级，B_max的值为2，代表二类业务，即对实时性要求较高的业务；T代表用户在队列内等待的时间，T_max代表不同特征的业务等待阈值的最大值；R代表剩余等待时间，例如切换呼叫，在一定的时间后，用户会离开当前小区和目标小区的覆盖区，产生掉话，剩余等待时间即为强迫掉话前的时间，R_max代表剩余时间最大值。队列中按照W从大到小的顺序排列。

仿真验证

本发明采用Visual Studio 2015进行方案仿真。为验证提出的将基于业务的信道分配(Channel Assignment Based Service,CABS)策略和增强型排队(EQ)策略相结合的低轨卫星通信系统信道分配方案的有效性，对整体方案进行了仿真实验，并将结果与仅采用固定信道分配(FCA)的方案和固定信道预留策略(Fixed Channel Reservation,FCR)相比较。实验中涉及到的参数如下：

仿真时间为三个小时，波束小区中信道总数为80，FCR策略预留的信道数始终为10，仅供切换业务使用。各类业务呼叫到达率均服从泊松分布，一类新呼叫业务、二类新呼叫业务、一类切换呼叫业务和二类切换呼叫业务的到达比例是1:1:1:1，呼叫时间服从负指数分布，平均呼叫时间设置为180s。一类业务的影响因子为1，二类业务的影响因子为2，新呼叫业务的影响因子取值为1，切换呼叫业务的影响因子取值为10。差分进化算法中的种群规模大小为200，最大进化代数为1000，交叉概率为0.3，缩放因子为0.5。

将FCA、FCR与本文信道分配方案的平均信道利用率进行对比，如图5所示。FCR策略由于始终预留部分信道仅供切换用户使用，因此信道利用率最低；FCA不进行信道预留，信道利用率略高于FCR策略；而本文方案取得较好效果的原因一方面是自适应信道预留策略可以动态调整预留信道数目，避免过低的信道利用率，更重要的是，可以看出，尤其在呼叫到达率较低时，本文方案信道利用率大幅度高于其他两种方案，因此说明本文的非预留信道分配方案的有效性。

在信道分配方案中，对切换呼叫的保护往往会造成较高的新呼叫阻塞率，如图6，FCR策略由于始终预留固定数量的信道，其新呼叫阻塞率远大于无信道预留方案，采用本文方案在呼叫到达率较低时得益于EQ策略，新呼叫阻塞率略低于无信道预留策略，取得了较好的效果。当呼叫到达率升高后，切换呼叫的到达率也随之升高，本文的自适应信道预留策略将预留更多的信道，因此，新呼叫阻塞率略高于无信道预留的FCA策略，但仍低于FCR策略，体现了EQ策略的必要性。

由图7可见，FCA由于不区分业务等级等，所有业务共享信道，GoS值最高；FCR保留部分信道供切换业务使用，服务质量有所提升；本文结合EQ策略和CABS策略，综合考虑用户优先级和业务类型的优先级，并充分考虑用户体验和系统整体服务质量，GoS值始终在较低水平，服务质量最佳。

本发明基于业务的信道分配策略，首先划分业务类型，建立信道分配的Markov模型，再用差分进化算法实时更新不同场景下的最佳信道预留门限值实现信道预留，对于非预留信道，根据信道占用率动态调整信道分配方案。此外，在波束小区业务繁忙时采用增强型排队策略避免用户直接掉话或被拒绝接入，同时根据业务类型、优先级和等待时间等信息进行多属性联合决策，动态更新队列中的业务顺序。实验证明，方案可有效提高系统资源利用率，保障各类用户的体验，使系统整体服务质量更佳。

Claims (10)

1.一种低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：将自适应信道预留策略和增强型排队策略相结合，根据不同信道占用率动态调整信道分配方案，包括以下步骤：

通过事先分配，使每个卫星波束小区具有相同且固定的信道数量，将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道；

由终端向卫星控制中心发送资源请求；

资源请求到达后，低轨卫星通信系统判断其普通信道是否存在空闲；

如果普通信道存在空闲，则依据普通信道占用率确定不同的信道分配方案进行信道分配。

2.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：如果普通信道中没有空闲信道，则低轨卫星通信系统判断接入请求优先级，若为高等级业务则判断预留信道中相应等级信道是否存在空闲；

如果预留信道中相应等级信道存在空闲，则直接为用户进行信道分配。

3.按权利要求2所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：如果接入请求为普通业务或预留信道中相应等级信道没有空闲信道，则采用增强型排队策略；

如果排队截止时间未到，则重新尝试接入；

如果排队截止时间到，仍未接入，则接入失败。

4.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于将每个卫星波束小区中的信道分为普通信道和预留信道，其中预留信道分配过程为：

预留信道包括一类业务新呼叫截止门限k₁、二类业务新呼叫截止门限k₂、一类业务切换截止门限k′₁和二类业务切换截止门限k′₂，即，k₁与k₂间的信道允许二类新呼叫和切换呼叫接入；k₂与k′₁间的信道只允许切换呼叫接入；而k′₁与k′₂间的信道只允许二类业务的切换呼叫接入；k₁以上为普通信道，允许任何业务接入，C_thresh1和C_thresh2是普通信道占用数量的阈值；采用差分进化算法求解动态信道预留的阈值k，根据预留模型和以上假设，建立信道分配的Markov过程。

5.按权利要求1所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于还包括以下步骤：通过服务等级判断服务质量，具体为：

定义服务等级(GoS，Grade of Service)为：

<mrow> <mi>G</mi> <mi>o</mi> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>2</mn> </munderover> <msup> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>j</mi> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>&amp;beta;P</mi> <mi>n</mi> <mi>j</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;P</mi> <mi>h</mi> <mi>j</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中，αⁱ表示第i类业务的影响因子，β表示新呼叫的影响因子，γ表示切换呼叫的影响因子，GoS是信道预留门限k_i的函数，其值越小，服务质量越高。

6.按权利要求4所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：普通信道的分配过程如下：

终端根据业务类型和优先级的不同请求不同的信道数目，每个业务的信道请求都包含标准带宽与理想带宽；

卫星系统周期性检测各个波束小区的普通信道占用数量C_r，当占用数量小于阈值C_thresh1，即C_r<C_thresh1时，控制中心满足业务的理想带宽需求；

若随用户数量增加，C_r>C_thresh2，则仅满足低优先级用户的标准带宽需求，保持信道占用数量不高于阈值C_thresh1；

如果仍高于阈值，则高优先级用户释放信道，直到高优先级用户仅剩下标准带宽或信道占用数量低于阈值C_thresh1；

若C_r>C_thresh1，则控制中心满足业务的标准带宽需求；

如果用户数量减少到C_r<C_thresh1，按用户优先级顺序满足理想带宽。

7.按权利要求6所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于：

信道释放阈值C_thresh2大于阈值C_thresh1。

8.按权利要求1或3所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于增强型排队策略为：

当相应等级信道过载，用户无法接入时，根据业务特征的不同，用户暂时加入队列等待信道释放，当等待时间超过相应阈值后仍无信道空闲则产生掉话。

9.按权利要求8所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于增强型排队分为切换队列和新呼叫队列，当出现空闲信道后，切换队列中的业务优先接入信道，直到切换队列为空，开始接入新呼叫队列中的业务。

10.按权利要求9所述的低轨卫星通信系统的信道分配方法，其特征在于采用多属性联合决策的方式对队列中的业务进行排序，并实时更新；当有空闲信道时，按顺序依次接入信道，定义测度函数如下：

<mrow> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mi>U</mi> <msub> <mi>U</mi> <mi>max</mi> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mi>B</mi> <msub> <mi>B</mi> <mi>max</mi> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>c</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mi>T</mi> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>d</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mi>R</mi> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中，a+b+c+d＝1，U为用户本身的优先级，U_max为所有用户的最高级别；B为业务优先级，B_max的值为2，代表二类业务，即对实时性要求较高的业务；T为用户在队列内等待的时间，T_max为不同特征的业务等待阈值的最大值；R为剩余等待时间，R_max为剩余时间最大值，队列中按照W从大到小的顺序排列。