CN108650662A - 地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统 - Google Patents

地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108650662A
CN108650662A CN201810737295.9A CN201810737295A CN108650662A CN 108650662 A CN108650662 A CN 108650662A CN 201810737295 A CN201810737295 A CN 201810737295A CN 108650662 A CN108650662 A CN 108650662A
Authority
CN
China
Prior art keywords
subgroup
satellite
user terminal
mcs
satisfaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810737295.9A
Other languages
English (en)
Inventor
赵永利
杨柳
郁小松
衣龙腾
张�杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
China Academy of Space Technology CAST
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
China Academy of Space Technology CAST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications, China Academy of Space Technology CAST filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201810737295.9A priority Critical patent/CN108650662A/zh
Publication of CN108650662A publication Critical patent/CN108650662A/zh
Priority to CN201910435018.7A priority patent/CN110191441B/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H04W72/121—Wireless traffic scheduling for groups of terminals or users
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/06—Airborne or Satellite Networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统，所述方法包括：对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分；根据每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；根据分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重；根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组分配的资源块RB数。应用本发明无线资源管理简单，且可以保证较高QoS并满足资源分配公平性。

Description

地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统。
背景技术
随着无线通信技术的发展，越来越多的用户希望不论是在家里、偏远山区、海上还是空中都能享受同样的通信服务。尤其是在即将到来的5G时代，数据传输需求预计将达到现在的1000倍，并且其中有2/3的流量是多媒体业务。多媒体内容分发服务往往具有大量用户，因此占用的频带宽度和资源较大，且未来5G的关键技术指标要求不论用户身在何处都能成功接入网络，但仅依靠目前的地面移动可用频谱并不能满足如此大容量和广覆盖的需求。
为了满足以上需求，利用卫星网络广覆盖的特点，采用LTE卫星网络环境实现无所不在的覆盖需求，保证即使是处在偏远地区的用户也能成功的接收多媒体服务，并通过天地一体化信令系统构建卫星集群，提升地面和空间频谱利用率。
目前具有广播能力的GEO卫星具有发射功率大的特点，用直径1m以下的小型天线和设备即可直接接收信号，同时GEO卫星还具有覆盖面积广、信号质量高、费用较低等特点。现有卫星广播/组播技术大多是将GEO卫星作为透明转发器使用，只进行星上变频处理。卫星功能单一，不能够形成集群协作执行任务，从而无法充分利用空间频带资源和宝贵的星上资源。随着卫星技术的发展，新一代卫星系统已经成为具有星上处理(On-BoardProcessing)、星上交换/星上路由(On-Board Switching or On-Board Routing)、多点波束(Multiple Spot Beams)、星际链路(ISL)通信能力的下一代卫星系统(Next-GenerationSatellite Systems)。而现有的广播/组播卫星并没有能够充分利用这些新兴的星上技术。
在实现对大量多媒体业务的组播服务方面，目前提及较多的一种是Device-to-Device(D2D)通信技术。这种新的通信形式允许相邻用户间直接通信，能够保证较高的数据速率，低时延和更高的能源利用率。
新兴的D2D技术带来高数据速率，低时延和更高能源利用率的同时也有难以克服的缺点，如网络覆盖范围内D2D设备数量的巨大增长带来了信号干扰和无线资源管理等问题；且由于D2D传输大多采用无线蜂窝频率复用技术，因此干扰的程度和有通信需求的用户数呈线性正相关。在某些情况下使用D2D通信将会使得无线资源管理变的十分复杂。
不同于D2D技术，传统OFDMA系统中的AMC(Adaptive Modulation and Coding，自适应调制编码机制)技术应用在卫星网系统中同样能够带来有效的性能提升。在多用户请求同一数据资源的组播场景中，传输参数的设置是基于每个子组的。因此同一点波束覆盖下的组播用户经历的不同信道条件会带来多方面的问题。通常情况下，具有好的信道条件的终端用户可以支持更高级别的调制编码机制(Modulation and Coding Scheme，以下简称MCS)，而信道质量差的终端则必须使用鲁棒性更强的MCS。在组播业务中MCS分配方面，有两种典型的方法：
一种属于保守型方法(conservative approach)即CMS(Conventional multicastscheme，保守型组播机制)，即整个组播目的地址都使用CQI级别最低的用户适用的最高级别MCS，即能够适应最差信道条件的MCS进行服务。
另一种属于随机分配技术(opportunistic approach)即MLA(Multicast LinkAdaptation，组播链路自适应)方法，为了克服保守型方法的缺点，达到组播链路自适应的目的，在任意给定的时隙仅对一部分组播用户进行服务，以使得其目标函数结果最优化，例如系统吞吐量等。
组播业务中两种典型的MCS分配方法也分别存在缺陷：
保守型方法CMS保证了资源分配最大的公平性，但资源被完全均匀的分配，且所有的组播用户获得相同的数据速率，大大降低了频谱利用效率，且不能够达到较高的系统吞吐量。同时这种资源分配方法也无法保证较高的QoS(服务质量)。
随机分配技术会限制每个时隙中成功服务的用户数。由此带来的影响是，需要使用附加编码机制(如无速率码)来确保用户能够通知发送者哪一部分文件已经被接收。虽然随机分配方法实现了长期公平性(这种公平性更适用于文件传输)，但由于不是所有用户都能在每一个时隙里被服务，所以该方法不能达到短期公平性，而短期公平性在流媒体应用服务中更为重要。
综上，现有的D2D技术应用于卫星组网系统中存在无线资源管理十分复杂的问题；而现有的MCS分配方法应用于卫星组网系统中则存在无法保证较高的QoS，或不能达到短期公平性的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统，具有无线资源管理简单优点，且可以保证较高QoS并满足资源分配公平性。
基于上述目的本发明提供一种基于卫星集群的资源分配方法，包括：
对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分；
根据每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；
根据分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重；
根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组分配的资源块RB数。
进一步，在所述对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分前，还包括：
收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数；
选取所述卫星集群中对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星，作为候选卫星；
根据该组播组用户终端总数以及各候选卫星的服务终端数，从所述候选卫星中确定至少一个该组播组的组播卫星；
对于组播卫星为多个的情况，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星。
进一步，在所述计算出为各子组分配的资源块RB数后，还包括：
计算每个子组的用户体验满意度；
若存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则将相邻CQI值的子组进行合并操作；
重新为各子组计算分配的RB数。
进一步，在所述计算每个子组的用户体验满意度前，还包括：
对计算出的各子组的RB分配结果，依据设定的约束条件进行检查；
若不满足所述约束条件，则将相邻CQI值的子组进行合并操作后，重新为各子组计算分配的RB数；以及
所述计算每个子组的用户体验满意度，具体为：
若满足所述约束条件，则计算计算每个子组的用户体验满意度。
进一步，在所述计算每个子组的用户体验满意度后，还包括：
若不存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则将所述用户终端当前的资源分配情况发送给所述卫星，由所述卫星根据资源分配情况对所述用户终端进行业务的组播；
其中，所述用户终端当前的资源分配情况包括：所述用户终端当前的子组划分情况，每个子组分配的MCS服务的级别和RB数。
本发明还提供一种地面基站，包括：
子组划分模块，用于对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分；
MCS服务分配模块，用于根据每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；
资源分配模块，用于根据分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重；根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组分配的资源块RB数。
进一步，所述地面基站还包括：
满意度检测模块，用于计算每个子组的用户体验满意度；将每个子组的用户体验满意度与设定阈值比较，输出比较结果；
子组合并模块，用于在所述满意度检测模块输出的比较结果为存在用户体验满意度小于设定阈值的子组时，将相邻CQI值的子组进行合并操作，并将合并操作得到的子组划分结果发送给所述MCS服务分配模块，由所述MCS服务分配模块重新为合并操作后的各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务。
进一步，所述地面基站还包括：
约束条件检查模块，用于对计算出的各组用户终端的RB分配结果，依据设定的约束条件进行检查，并输出检查结果；以及
所述子组合并模块还用于在所述约束条件检查模块输出的检查结果为不满足所述约束条件时，将相邻CQI值的子组进行合并操作，并将合并操作得到的子组划分结果发送给所述MCS服务分配模块，由所述MCS服务分配模块重新为合并操作后的各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；以及
所述满意度检测模块具体用于在所述约束条件检查模块输出的检查结果为满足所述约束条件时，计算每个子组的用户体验满意度；并将每个子组的用户体验满意度与设定阈值比较，输出比较结果。
进一步，所述地面基站还包括：
卫星业务分配模块，用于收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数；选取所述卫星集群中对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星，作为候选卫星；根据该组播组用户终端总数以及各候选卫星的服务终端数，从所述候选卫星中确定至少一个该组播组的组播卫星；对于组播卫星为多个的情况，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星。
本发明还提供一种基于卫星集群的通信系统，包括：卫星集群、用户终端，以及上述的地面基站。
本发明的技术方案中，根据用户终端的CQI将组播组的用户终端划分为多个子组，将每个组播子组看做逻辑多播组的调度对象，根据用户终端信道条件CQI动态分配MCS服务，降低了信道质量不同带来的相互影响；在进行资源块(以下简称RB，Resource Block)分配时可将每个子组抽象为一个单播用户，并引入分配权重进行RB动态分配，保证了资源分配公平性。同时，该资源分配算法简单，具有无线资源管理简单的优点。该组播方法实现了卫星集群支撑地面大容量视频前传的服务，并能够实现包括偏远地区在内的大范围组播用户的无缝接入。
进一步，对RB分配结果进行约束条件检查以便保证分配结果的合理性，以便于后续的操作。
进一步，对RB分配结果进行用户体验满意度检查，可以更好地保证用户体验。
进一步，本发明实施例的技术方案中，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星，实现业务分流，减轻了单颗卫星服务压力。
附图说明
图1为本发明使用的基于卫星集群的通信系统的架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种地面基站将用户终端的业务分配给卫星集群中的至少一个卫星的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种基于卫星集群的资源分配方法流程图；
图4为本发明实施例提供的一种地面基站内部结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明的主要思路为，根据用户终端正在经历的信道条件，把组播接收用户终端分成不同的子组，通过为不同CQI信道质量指标(Channel Quality Indication)的用户终端子组设置不同的MCS调制编码机制(Modulation and Coding Scheme)来减轻信道质量差的用户对信道质量好的用户的影响。利用AMC模型为各级别CQI用户传输数据挑选最好的MCS，即M个CQI对应M个可用的最高级MCS。以下为方便表达，将m级CQI对应的最高级别MCS表示为m级MCS。其基本思想是根据用户终端的CQI将组播组的用户终端划分为多个子组，将每个组播子组看做逻辑多播组的调度对象，在进行资源块(以下简称RB，Resource Block)分配时可将每个子组抽象为一个单播用户。这样，实现在每一个slot(时隙)以RB同时服务所有的组播接收用户终端；而根据用户信道条件动态分配MCS，降低了信道质量不同带来的相互影响，可以保证较高QoS；引入分配权重进行RB动态分配，保证了资源分配公平性，即满足用户的长期和短期公平性。同时，该资源分配算法简单，具有无线资源管理简单的优点。
下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于卫星集群的通信系统，包括：空间的卫星集群，设置于地面的地面基站，以及地面的用户终端。
最上层的空间接入网中包括卫星集群，卫星集群由若干颗装配有LTE卫星网络(Satellite-LTE，以下简称S-LTE)空中接口的地球静止轨道GEO卫星卫星组成，该空中接口一侧负责与地面的用户终端(S-LTE地面终端)通信，一侧负责与地面基站(SatelliteeNodeB，以下简称S-eNB)通信。集群中GEO卫星的数量和轨道位置由地面基站中的地面测控站根据业务流量、覆盖面需求和天线仰角等因素决定。GEO卫星负责转发地面基站的上行站送来的业务数据，将上行站送来的信号进行变频，即将上行频率(接收频率)变换成发射频率(下行频率)，经过放大后，通过定向发射天线向地面发射。集群中的GEO卫星和地面基站保持持续通信，地面基站对卫星进行监控和数据分发。星间具有稳定的链路，采用KA波段进行通信，用于识别同一集群中的主从GEO卫星。集群中的GEO卫星根据业务场景工作环境等因素按照主从模式分工协作，主、从GEO卫星设定依据组播区域、卫星在轨角度、卫星覆盖区域的接收仰角等灵活调整。组播数据内容沿着前传链路进行传输，即地面基站→GEO卫星→S-LTE用户终端。回传链路用来传输用户的信令消息，即S-LTE用户终端→GEO卫星→地面基站。
星地链路使用移频转发方式(Ku-S)波段进行信号传输。S-LTE空中接口下行链路利用OFDMA技术，将可用频带分为若干子载波，且对非线性失真不敏感。资源结构时域按照slot(时隙)划分；频域按照RB(Resource Block，资源块)划分，一个RB由12个相邻的子载波组成。
此架构面向地面的服务遵循eMBMS标准。MBMS-GW(MBMS网关)是一个逻辑实体，其主要功能是数据包转发到基站，广播组播业务中心(BM-SC)是MBMS业务源，同时也负责服务公告和组播成员相关功能。地面基站S-eNB通过S1接口连接到核心网，分别为S-GW(S1-u链接服务网关)，P-GW(分组数据网络网关)，MME(S1-c链接移动性管理实体)。多个地面基站之间可通过X2接口互相连接，以支持主动模式业务，该接口还应用于干扰消除技术，并支持在相邻波束覆盖区域内的移动性。
地面基站从核心网收集用户终端的组播业务需求，并从卫星集群中选取合适的若干卫星用于组播业务，将用户终端的业务分配给卫星集群中的至少一个卫星的具体方法流程如图2所示，包括如下步骤：
步骤S201：地面基站收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数。
具体地，地面基站从核心网收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数。比如，地面基站从核心网收集到1000个用户终端需要接收同一视频数据的组播业务需求，则获取这1000个用户终端的CQI值。
步骤S202：地面基站选取所述卫星集群中对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星，作为候选卫星。
地面基站收集卫星集群中各卫星的当前业务流量、覆盖面需求、天线仰角及当前卫星参数(包括单个GEO卫星服务阈值)等数据；并根据收集的卫星数据计算选取对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星作为候选卫星并构建GEO卫星集群网络，并获取网络拓扑。
此外，地面基站还可向选候选卫星发送测试消息，测试集群中的卫星是否均为可用，进一步筛选掉不可用的卫星。
地面基站还可持续跟踪卫星轨道位置，对卫星上各种设备参数进行遥测，计算处理后发送遥控指令，使卫星保持一定轨道定位精度和天线指向精度，进行校正和维护，控制GEO卫星集群网络。
步骤S203：地面基站根据该组播组用户终端总数以及各候选卫星的服务终端数，从所述候选卫星中确定至少一个该组播组的组播卫星。
具体地，地面基站比较该组播组的用户终端总数和单个候选卫星(GEO卫星)的服务终端数(即服务阈值)；若该组播组的用户终端总数不大于单个候选卫星的服务终端数，则地面基站S-eNB选用候选卫星中的主GEO卫星进行组播服务，其余GEO卫星为备用；若当前组播用户总数超出了单个GEO卫星的服务阈值，则同时启用主GEO卫星和备用GEO卫星作为从GEO卫星进行组播服务。
步骤S204：地面基站对于组播卫星为多个的情况，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星。
地面基站对于组播卫星为多个的情况，主、从GEO卫星的业务量尽最大可能均等分配。例如，设定当前单个GEO卫星的服务阈值为400，则对于上述1000个用户终端的组播组，地面基站确定3个该组播组的组播卫星，将334个用户终端数分配给组播卫星的主GEO卫星，333个分给组播卫星中的一个从GEO卫星，333个分给组播卫星中的另一个从GEO卫星。
在地面基站将用户终端的业务分配给卫星集群中的至少一个卫星后，进而针对组播卫星的每个卫星进行资源分配；也就是说，主、从GEO卫星的业务组播方式由地面基站S-eNB分别计算并对应下发。具体地，本发明实施例提供的一种基于卫星集群的资源分配方法，流程图如图3所示，包括如下步骤：
步骤S301：地面基站对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据CQI(信道质量指标值)对所述用户终端进行子组划分。
具体地，地面基站将CQI值相同的用户终端分入同一子组中，此时子组个数与CQI级别数相同，且同一子组只含有一个CQI级别的用户终端。
步骤S302：地面基站根据每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的MCS(调制编码机制)服务。
具体地，地面基站对于当前划分的每个子组，可以根据该子组中最低级别的CQI所支持的最高级别的MCS服务，为该子组分配对应级别的MCS服务。
步骤S303：地面基站根据分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重。
具体地，引入m级别MCS的资源分配权重Pm，该权重由不同级别MCS的最小数据速率决定。地面基站根据MCS级别越高所需的RB资源越少，MCS级别越低所需的RB资源越多的原则，计算m级别MCS的最小数据速率在总最小数据速率中所占的权重得到Pm，最后判断该服务级别是否可用，可用则权重值有效，不可用则为0。分配了m级别MCS服务的子组分配的资源数为总可用资源数乘以Pm。其中，m为1～M的自然数，M为分配给子组的MCS服务的最高级别。上述的总最小数据速率为分配给子组的各级别MCS服务的最小数据速率之和。
步骤S304：地面基站根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组用户终端分配的资源块RB数。
本步骤中，地面基站根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组用户终端分配的一个slot中的资源块RB数。具体地，地面基站对于当前划分的每个子组，根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，将为各子组分配的MCS服务的资源分配权重乘以所述卫星的总可用资源数(一个slot中的总可用RB数)，计算得到为该子组用户终端分配的RB数(一个slot中为该子组用户终端分配的RB数)。
步骤S305：地面基站对计算出的各子组的RB分配结果，依据设定的约束条件进行检查；若RB分配结果不满足所述约束条件，则跳转到步骤S310，进行子组合并操作；若RB分配结果满足所述约束条件，则继续步骤S306。
本步骤中，依据设定的约束条件对计算出的各子组的RB分配结果进行检查，是为了验证该分配结果的合理性，以便于进行后续的操作；如果不满足约束条件，则跳转到步骤S310需要重新进行子组划分，重新进行资源分配。
约束条件可以由本领域技术人员根据实际情况来设定，比如，所述约束条件可以包括如下至少一个条件：
1、当没有用户终端被分配给某级MCS服务时，则该级别的MCS服务对应的资源数为0；
2、当存在用户终端被分配给某级MCS服务时，则该级别的MCS服务对应的资源数在1到可用资源总数之间取值；
3、分配出去的资源总数等于当前可用资源总数；
4、分配出去给各级别MCS服务所对应的资源数在1到可用资源总数之间取值；
5、同一个用户终端最终只能被分配给一个MCS服务级别；
6、一个用户终端被分配到的MCS服务级别不能高于其CQI指示的最高MCS服务级别；
7、某级别的MCS服务的速率不能小于该级别中用户视频应用请求的最小数据速率，且不大于该级别中用户视频应用请求的最大数据速率。
步骤S306：地面基站计算每个子组的用户体验满意度；若存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则跳转到步骤S310，进行子组合并操作；若不存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则继续步骤S307。
具体地，用户体验满意度由子组中服务体验最差的用户终端决定，该用户体验满意度与该子组对应级别MCS服务的速率、该级别MCS服务对应的各用户终端可达最大数据速率以及各用户终端视频应用请求的最大数据速率有关。用户体验满意度数值具体为该级别MCS服务的速率与有效最大速率的比值；其中，有效最大速率定义为该级别MCS服务对应的用户终端的可达最大数据速率和该用户终端视频应用请求的最大数据速率中较小的值；且在同一子组中只取有效最大速率值最大的数值进行计算得出用户体验满意度。
地面基站计算出每个子组的用户体验满意度后，将计算出的用户体验满意度分别与设定阈值进行比较；若存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则跳转到步骤S310，进行子组合并操作；若不存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则继续步骤S307。
步骤S307：地面基站将所述用户终端当前的资源分配情况发送给所述卫星。
具体地，若不存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，说明各子组的用户体验满意度均较佳，则将所述用户终端当前的资源分配情况发送给所述卫星，即将业务组播方式下发给该卫星，由所述卫星根据资源分配情况对所述用户终端进行业务的组播。其中，所述用户终端当前的资源分配情况包括：所述用户终端当前的子组划分情况，每个子组分配的MCS服务的级别和RB数。
步骤S310：地面基站进行子组合并操作后，跳转到步骤S302重新为各子组分配对应级别的MCS(调制编码机制)服务，并继续S302以下的步骤。
本步骤中，地面基站将相邻CQI值的子组进行合并操作。
具体地，最低级别CQI子组在所有用户终端合并为一个子组前不参与子组合并。对当前子组进行编号，从低级到高级分别为1,2，…，q；此处，q表示当前子组个数，此处的数字仅代表编号，与MCS服务级别无关。每次合并后都对当前所有子组重新编号。进行子组合并操作时可以同时满足以下五个条件：
1)最低级别CQI子组在所有用户合并为一个子组前不参与子组合并。
2)编号相邻的子组进行合并。
3)顺序按照编号从低到高的顺序进行。
4)对当前子组架构进行分析，统计当前各子组中包含的CQI值并对各子组进行比较，包含CQI级别数少的优先进行合并。
5)每执行一次本步骤6只进行一次合并操作。
基于上述的方法，本发明实施例提供的一种地面基站，其内部模块化的结构框图如图4所示，包括：子组划分模块401、MCS服务分配模块402、资源分配模块403。
子组划分模块401用于对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分。
MCS服务分配模块402用于根据当前每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务。
资源分配模块403用于根据MCS服务分配模块402分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重；根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组分配的资源块RB数。
进一步，本发明实施例提供的一种地面基站还可包括：满意度检测模块404和子组合并模块405。
满意度检测模块404用于计算每个子组的用户体验满意度；将每个子组的用户体验满意度与设定阈值比较，输出比较结果。
子组合并模块405用于在满意度检测模块404输出的比较结果为存在用户体验满意度小于设定阈值的子组时，将相邻CQI值的子组进行合并操作，并将合并操作得到的子组划分结果发送给所述MCS服务分配模块，由所述MCS服务分配模块重新为合并操作后的各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务。
进一步，本发明实施例提供的一种地面基站还可包括：约束条件检查模块406。
约束条件检查模块406用于对计算出的各组用户终端的RB分配结果，依据设定的约束条件进行检查，并输出检查结果。
上述的子组合并模块405还可用于在所述约束条件检查模块406输出的检查结果为不满足所述约束条件时，将相邻CQI值的子组进行合并操作，并将合并操作得到的子组划分结果发送给所述MCS服务分配模块，由所述MCS服务分配模块重新为合并操作后的各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；
相应地，上述的满意度检测模块404具体用于在所述约束条件检查模块输出的检查结果为满足所述约束条件时，计算每个子组的用户体验满意度；并将每个子组的用户体验满意度与设定阈值比较，输出比较结果。
进一步，本发明实施例提供的一种地面基站还可包括：卫星业务分配模块407。
卫星业务分配模块407用于收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数；选取所述卫星集群中对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星，作为候选卫星；根据该组播组用户终端总数以及各候选卫星的服务终端数，从所述候选卫星中确定至少一个该组播组的组播卫星；对于组播卫星为多个的情况，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星。
卫星业务分配模块407还在满意度检测模块404输出的比较结果为不存在用户体验满意度小于设定阈值的子组时，将所述用户终端当前的资源分配情况发送给所述卫星。其中，所述用户终端当前的资源分配情况包括：所述用户终端当前的子组划分情况，每个子组分配的MCS服务的级别和RB数。
上述的子组划分模块401具体用于根据卫星业务分配模块406的用户终端的业务分配结果，对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分。
上述地面基站中的各模块的功能具体实现方法可参考上述图3所示流程中的各步骤方法，此处不再赘述。
本发明的技术方案中，根据用户终端的CQI将组播组的用户终端划分为多个子组，将每个组播子组看做逻辑多播组的调度对象，根据用户终端信道条件CQI动态分配MCS服务，降低了信道质量不同带来的相互影响；在进行资源块(以下简称RB，Resource Block)分配时可将每个子组抽象为一个单播用户，并引入分配权重进行RB动态分配，保证了资源分配公平性。同时，该资源分配算法简单，具有无线资源管理简单的优点。该组播方法实现了卫星集群支撑地面大容量视频前传的服务，并能够实现包括偏远地区在内的大范围组播用户的无缝接入。
进一步，对RB分配结果进行约束条件检查以便保证分配结果的合理性，以便于后续的操作。
进一步，对RB分配结果进行用户体验满意度检查，可以更好地保证用户体验。
进一步，本发明实施例的技术方案中，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星，实现业务分流，减轻了单颗卫星服务压力。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于卫星集群的资源分配方法，其特征在于，包括：
对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分；
根据每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；
根据分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重；
根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组分配的资源块RB数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分前，还包括：
收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数；
选取所述卫星集群中对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星，作为候选卫星；
根据该组播组用户终端总数以及各候选卫星的服务终端数，从所述候选卫星中确定至少一个该组播组的组播卫星；
对于组播卫星为多个的情况，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算出为各子组分配的资源块RB数后，还包括：
计算每个子组的用户体验满意度；
若存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则将相邻CQI值的子组进行合并操作；
重新为各子组计算分配的RB数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述计算每个子组的用户体验满意度前，还包括：
对计算出的各子组的RB分配结果，依据设定的约束条件进行检查；
若不满足所述约束条件，则将相邻CQI值的子组进行合并操作后，重新为各子组计算分配的RB数；以及
所述计算每个子组的用户体验满意度，具体为：
若满足所述约束条件，则计算计算每个子组的用户体验满意度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述计算每个子组的用户体验满意度后，还包括：
若不存在用户体验满意度小于设定阈值的子组，则将所述用户终端当前的资源分配情况发送给所述卫星，由所述卫星根据资源分配情况对所述用户终端进行业务的组播；
其中，所述用户终端当前的资源分配情况包括：所述用户终端当前的子组划分情况，每个子组分配的MCS服务的级别和RB数。
6.一种地面基站，其特征在于，包括：
子组划分模块，用于对于业务分配给卫星集群中一个卫星的用户终端，根据信道质量指标CQI值对所述用户终端进行子组划分；
MCS服务分配模块，用于根据每个子组用户终端的CQI值，为各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；
资源分配模块，用于根据分配的各级别的MCS服务的最小数据速率，计算出各级别的MCS服务的资源分配权重；根据为各子组分配的MCS服务的资源分配权重，分别计算出为各子组分配的资源块RB数。
7.根据权利要求6所述的地面基站，其特征在于，还包括：
满意度检测模块，用于计算每个子组的用户体验满意度；将每个子组的用户体验满意度与设定阈值比较，输出比较结果；
子组合并模块，用于在所述满意度检测模块输出的比较结果为存在用户体验满意度小于设定阈值的子组时，将相邻CQI值的子组进行合并操作，并将合并操作得到的子组划分结果发送给所述MCS服务分配模块，由所述MCS服务分配模块重新为合并操作后的各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务。
8.根据权利要求7所述的地面基站，其特征在于，还包括：
约束条件检查模块，用于对计算出的各组用户终端的RB分配结果，依据设定的约束条件进行检查，并输出检查结果；以及
所述子组合并模块还用于在所述约束条件检查模块输出的检查结果为不满足所述约束条件时，将相邻CQI值的子组进行合并操作，并将合并操作得到的子组划分结果发送给所述MCS服务分配模块，由所述MCS服务分配模块重新为合并操作后的各子组分配对应级别的调制编码机制MCS服务；以及所述满意度检测模块具体用于在所述约束条件检查模块输出的检查结果为满足所述约束条件时，计算每个子组的用户体验满意度；并将每个子组的用户体验满意度与设定阈值比较，输出比较结果。
9.根据权利要求6-8任一所述的地面基站，其特征在于，还包括：
卫星业务分配模块，用于收集来自同一组播组用户终端发来的CQI值，并计算该组播组用户终端总数；选取所述卫星集群中对应经度上的若干颗地球静止轨道卫星，作为候选卫星；根据该组播组用户终端总数以及各候选卫星的服务终端数，从所述候选卫星中确定至少一个该组播组的组播卫星；对于组播卫星为多个的情况，依均等分配原则将该组播组用户终端的业务分配给各组播卫星。
10.一种基于卫星集群的通信系统，包括：卫星集群、用户终端，以及如权利要求6-9任一所述的地面基站。
CN201810737295.9A 2018-07-06 2018-07-06 地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统 Withdrawn CN108650662A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810737295.9A CN108650662A (zh) 2018-07-06 2018-07-06 地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统
CN201910435018.7A CN110191441B (zh) 2018-07-06 2019-05-23 地面基站及组播卫星的资源分配方法和通信系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810737295.9A CN108650662A (zh) 2018-07-06 2018-07-06 地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108650662A true CN108650662A (zh) 2018-10-12

Family

ID=63750551

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810737295.9A Withdrawn CN108650662A (zh) 2018-07-06 2018-07-06 地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统
CN201910435018.7A Active CN110191441B (zh) 2018-07-06 2019-05-23 地面基站及组播卫星的资源分配方法和通信系统

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910435018.7A Active CN110191441B (zh) 2018-07-06 2019-05-23 地面基站及组播卫星的资源分配方法和通信系统

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN108650662A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111355527A (zh) * 2020-03-13 2020-06-30 北京邮电大学 数据传输方法、装置及电子设备
WO2020167261A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-20 Koc Universitesi A method of qos-constrained semi-persistent scheduling of machine type communications in cellular networks
CN113115461A (zh) * 2021-04-23 2021-07-13 北京科技大学 一种基于qmix的无线资源分配优化方法及装置
WO2022227061A1 (zh) * 2021-04-30 2022-11-03 华为技术有限公司 资源配置方法及相关设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113115236B (zh) * 2021-03-29 2022-03-15 北京航空航天大学 一种基于svc视频流的低复杂度多播组分解方法
CN116567762A (zh) * 2023-07-12 2023-08-08 成都本原星通科技有限公司 一种基于多QoS优化的星地协同选择接入控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100091739A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Qualcomm Incorporated Methods and systems for pre-allocating a cqi channel during handoff
US8654661B2 (en) * 2009-05-04 2014-02-18 Industrial Technology Research Institute Method and apparatus for multicast and broadcast retransmission in wireless communication systems
US9686770B2 (en) * 2010-06-15 2017-06-20 Mediatek Inc. Methods to support MBMS service continuity and counting and localized MBMS service
CN104661184B (zh) * 2013-11-20 2018-04-24 电信科学技术研究院 一种进行卫星通信的方法和设备
CN108234612B (zh) * 2017-12-23 2021-07-06 北京卫星信息工程研究所 多终端模式的高分资源动态分配与按需服务发布系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020167261A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-20 Koc Universitesi A method of qos-constrained semi-persistent scheduling of machine type communications in cellular networks
US12082236B2 (en) 2019-02-12 2024-09-03 Koc Universitesi Method of QoS-constrained semi-persistent scheduling of machine type communications in cellular networks
CN111355527A (zh) * 2020-03-13 2020-06-30 北京邮电大学 数据传输方法、装置及电子设备
CN111355527B (zh) * 2020-03-13 2021-09-24 北京邮电大学 数据传输方法、装置及电子设备
CN113115461A (zh) * 2021-04-23 2021-07-13 北京科技大学 一种基于qmix的无线资源分配优化方法及装置
CN113115461B (zh) * 2021-04-23 2023-04-07 北京科技大学 一种基于qmix的无线资源分配优化方法及装置
WO2022227061A1 (zh) * 2021-04-30 2022-11-03 华为技术有限公司 资源配置方法及相关设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN110191441B (zh) 2020-07-31
CN110191441A (zh) 2019-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108650662A (zh) 地面基站及基于卫星集群的资源分配方法和通信系统
US10020875B2 (en) Dynamic bandwidth resource allocation for satellite downlinks
Lee et al. Satellite over satellite (SOS) network: A novel architecture for satellite network
CN100596235C (zh) 一种基于无线系统的资源调度方法和系统
CN107949066A (zh) 一种面向跳波束的波位资源弹性调度系统及调度方法
Bacco et al. Networking challenges for non-terrestrial networks exploitation in 5G
CN113347678B (zh) 一种5g星座路由分区控制方法
Wang et al. Multi-layer LEO satellite constellation design for seamless global coverage
Wang et al. Resource allocation for beam-hopping user downlinks in multi-beam satellite system
Shaat et al. Integrated terrestrial-satellite wireless backhauling: Resource management and benefits for 5G
US6963741B2 (en) Method and a device in a cellular radio system
CN101400066A (zh) 一种在中继链路上进行数据传输的方法、中继和基站
CN101742667B (zh) 分布式资源调度方法和系统、基站以及中继站
CN101257338A (zh) 利用分布式天线进行信号传输的方法和装置
CN102474733A (zh) 无线通信系统、基站、中继站以及无线通信方法
US20040092289A1 (en) Mobile communication system, radio network controller, base station and communication method
Luglio et al. VDES Performance Evaluation for Future e-navigation Services.
CN113872670B (zh) 一种适用于低轨网络的控制器位置生成及扩散方法
CN101801035B (zh) 下行控制信令的发送方法与装置
CN108040346B (zh) 高动态地空网络的自动中继方法
CN114095971A (zh) 通信数据包的处理方法、系统、装置、设备及存储介质
Rinaldi et al. Delivering Multimedia Services in LEO satellite NTNs Supported by Backward and Frontward ISL during Feeder Link Switch-Over
CN106921975A (zh) 一种基于230m无线通信专网的中继传输方法和装置
Liu et al. Virtualized high throughput satellite gateway with a global bandwidth management method
Rinaldi et al. Impact of Satellite Mobility on the Delivery of Multimedia Services over LEO-based NTNs

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20181012

WW01 Invention patent application withdrawn after publication