CN108400810B - 基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，包括如下步骤：(10)频率资源供需形式化：对通信卫星频率资源和需求进行形式化描述，以作为频率资源管理分配的数据基础；(20)频率资源可视化分配：采用图形化方式在时间、频率两个维度进行通信卫星频率资源的可视化分配。(30)频率资源使用可视化监视：通过图形化的方式对通信卫星频率资源的使用进行监视。本发明的基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，效率高、直观性好、实时性强。

Description

基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法
技术领域
本发明属于卫星网络技术领域，特别是一种效率高、直观性好、实时性强的基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法。
背景技术
卫星通信是现代通信技术的重要成果，也是航天技术应用的重要领域。它具有覆盖面大、频带宽、容量大、适用于多种业务、性能稳定可靠、机动灵活、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等优点。40多年来，它在国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用。截至2005年底，全球经营卫星固定通信业务的公司约有30个，共拥有200多颗在轨静止卫星。卫星的频率资源对一个国家的政治、经济和国防建设具有重要的意义，是世界各国必争的一种宝贵资源，合理、有效地使用卫星频率资源，其意义重大。
现有的卫星网络管理系统乏对卫星整体频率在时间和频率两个维度的管理和监视，论文“卫星通信网络管理系统信息收集技术及网管协议兼容性的研究与实现”(东北大学硕士学位论文，2006年1月)讨论了卫星通信网的管理技术，但对于卫星频率的时间、频率管理方法没有涉及。论文“面向集成的卫星综合业务平台管理系统实现”(复旦大学学位论文，2006年9月)中提到卫星网管系统NCS，但只能提供对某一频段频率占用情况的可视化，没有对卫星频率在时间和频率两个维度上管理方法。
综上所述，现有技术存在的问题是：由于没有对卫星频率资源在时间和频率两个维度上的管理，导致相同频率在时间轴没有进行有效规划和利用，管理效率不高、直观性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，效率高、直观性好、实时性强。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，包括如下步骤：
(10)频率资源供需形式化：对通信卫星频率资源和需求进行形式化描述，以作为频率资源管理分配的数据基础；
(20)频率资源可视化分配：采用图形化方式在时间、频率两个维度进行通信卫星频率资源的可视化分配。
(30)频率资源使用可视化监视：通过图形化的方式对通信卫星频率资源的使用进行监视。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、管理效率高：本发明通过基于时间、频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，提高了频率资源管理的效率；
2、直观性好、实时性强：通过对对卫星频率资源使用的图形化显示，能够实时掌握卫星频率使用情况，同进更直观。
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法的主流程图。
图2是图1中频率资源供需形式化步骤的流程图。
图3是图1中频率资源可视化分配步骤的流程图。
图4是图1中频率资源使用可视化监视步骤的流程图。
图5是卫星频率规划显示示例图。
图6是卫星频率使用实时显示示例图。
具体实施方式
如图1所示，本发明基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，包括如下步骤：
(10)频率资源供需形式化：对通信卫星频率资源和需求进行形式化描述，以作为频率资源管理分配的数据基础；
如图2所示，所述(10)频率资源形式化步骤包括：
(11)资源形式化：通过八元组<sid,aid,bid,tid,type,ftype,frece,band>表示卫星频率资源，对通信卫星频率资源进行形式化描述，
其中：sid为卫星标识，aid为天线标识，bid为波束标识，tid为转发器标识，type为转发器类型，ftype为转发器的频段类型，frece为转发器的中心频点，band为转发器的带宽；
(12)需求形式化：通过七元组<sid,tid,fb,fe,tb,te,Net>表示频率资源需求，对通信卫星频率需求进行形式化描述，
其中：sid为卫星编号，通过卫星编号与卫星对象建立关联，tid为转发器编号，通过转发器编号与转发器对象建立管理，fb为是频率起始点，fe为频率结束点，tb为资源开始使用时间，te为资源结束使用时间，Net为网络需求编号。通过网络需求编号与网络对象关联。对于分配给资源需求的每一段资源都建立一个七元组，通过七元组可从通信网的视角对通信网的卫星资源使用进行分析，通过七元组可从卫星资源的视角对通信网使用卫星资源的情况进行分析。
(20)频率资源可视化分配：采用图形化方式在时间、频率两个维度进行通信卫星频率资源的可视化分配。
如图3所示，所述(20)频率资源可视化分配步骤具体包括：
(21)资源需求分配计算：解析资源需求，根据七元组<sid,tid,fb,fe,tb,te,Net>资源需求，用七元组中的频率和时间生成资源需求矩形点(te,fb,tb,se)，以转发器T的频率为图形纵坐标，起始点为(frece-band/2)，终止点为(frece+band/2)。
采用js语言实现基于时间和频率的频率资源管理图形化分配，通过像素点重叠判定的方法，实现基于时间和频率资源分配重叠判断，分配时频率采用四个默认带宽分别为总频率带宽的1/16、1/8、1/4和1/2，时间选择采用日历的方式。
(22)需求可视化分配：按频率资源需求中的sid和tid，以卫星频率资源八元组中<sid,aid,bid,tid>为主键，查询所有分配记录，以转发器频率为纵坐标，转发器寿命为横坐标，绘制转发器频率分配图形，按资源需求矩形点绘制图形，并进行基于像素点的重叠判定，绘制成功后以<sid,aid,bid,tid>为主键生成新的分配记录。
基于时间、频率的二维资源分配时首先从数据库选择出同一主键的分配信息并在图形控件中呈现，新分配资源时首先通过图形化方式划分，由图形工具实现重叠判定，当无重叠提示后把新分配信息添加在图形中并把信息按主键加入到数据库中。
(30)频率资源使用可视化监视：通过图形化的方式对通信卫星频率资源的使用进行监视。
如图4所示，所述(30)频率资源使用可视化监视步骤包括：
(31)频率资源分类：将通信卫星频率资源分成规划频率和通信使用频率，通信使用频率根据通信业务类型细分为控制信道频率、业务信道频率；
控制信道分为网控TDM和网控ALOHA，业务信道分为合法信道和非法信道。
(32)频率使用图形化显示：以矩形表示规划频率，正弦表示使用频率；不同颜色表示通信频率的具体业务类型，其中红色为超出规划的非法使用频率，对所有频率资源使用进行图形化显示。
形状中矩形表示规划频率和功率，正弦表示通信使用频率和功率，颜色表示业务类型。规划频率，采用矩形图形，绿色显示，提示信息包括网系类型、通信子网、起始频点、终止频点、功率，如图5所示为显示规划的矩形图形示例；网控TDM和ALOHA，采用正弦波显示，颜色为蓝色，提示信息包括网系类型、通信子网、用途(TDM)、起始频点、终止频点、功率，图6所示为通信使用的显示示例；星地网控，采用正弦波显示，颜色为黄色，提示信息包括网系类型、通信子网、用途(TDM)、起始频点、终止频点、功率；实时分配信道，采用正弦波显示，颜色为白色，提示信息包括网系类型、通信子网、地球站名称、业务类型、起始频点、终止频点、功率；非法信号，采用正弦波显示，颜色为红色，提示信息包括网系类型、通信子网、地球站名称、业务类型、起始频点、终止频点、功率。
本发明通过基于时间、频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，提高了频率资源管理的效率；通过对对卫星频率资源使用的图形化显示，能够实时掌握卫星频率使用情况，同时更直观。

Claims (1)

1.一种基于时间频率的通信卫星频率资源可视化管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(10)频率资源供需形式化：对通信卫星频率资源和需求进行形式化描述，以作为频率资源管理分配的数据基础；
(20)频率资源可视化分配：采用图形化方式在时间、频率两个维度进行通信卫星频率资源的可视化分配；
(30)频率资源使用可视化监视：通过图形化的方式对通信卫星频率资源的使用进行监视；
所述(10)频率资源供需形式化步骤包括：
(11)资源形式化：通过八元组<sid,aid,bid,tid,type,ftype,frece,band>表示卫星频率资源，对通信卫星频率资源进行形式化描述，
其中：sid为卫星标识，aid为天线标识，bid为波束标识，tid为转发器标识，type为转发器类型，ftype为转发器的频段类型，frece为转发器的中心频点，band为转发器的带宽；
(12)需求形式化：通过七元组<sid,tid,fb,fe,tb,te,Net>表示频率资源需求，对通信卫星频率需求进行形式化描述，
其中：sid为卫星编号,tid为转发器编号，fb为是频率起始点，fe为频率结束点，tb为资源开始使用时间，te为资源结束使用时间，Net为网络需求编号；
所述(20)频率资源可视化分配步骤具体包括：
(21)资源需求分配计算：解析资源需求，根据七元组<sid,tid,fb,fe,tb,te,Net>资源需求，用七元组中的频率和时间生成资源需求矩形点(te,fb,tb,se)，以转发器T的频率为图形纵坐标，起始点为(frece-band/2)，终止点为(frece+band/2)；
(22)需求可视化分配：按频率资源需求中的sid和tid，以卫星频率资源八元组中<sid,aid,bid,tid>为主键，查询所有分配记录，以转发器频率为纵坐标，转发器寿命为横坐标，绘制转发器频率分配图形，按资源需求矩形点绘制图形，并进行基于像素点的重叠判定，绘制成功后以<sid,aid,bid,tid>为主键生成新的分配记录；
所述(30)频率资源使用可视化监视步骤包括：
(31)频率资源分类：将通信卫星频率资源分成规划频率和通信使用频率，通信使用频率根据通信业务类型细分为控制信道频率、业务信道频率；
(32)频率使用图形化显示：以矩形表示规划频率，正弦表示使用频率；不同颜色表示通信频率的具体业务类型，其中红色为超出规划的非法使用频率，对所有频率资源使用进行图形化显示。
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