CN110198563A - 卫星通讯系统中反向自适应调度方法及通信设备 - Google Patents

卫星通讯系统中反向自适应调度方法及通信设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法及通信设备，本发明中反向帧支持多种长度的TimeSlot，接入网设备先根据各接入终端的待发送数据量以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；之后接入网设备根据各接入终端的反向信噪比及各接入终端的待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式；并根据TimeSlot的编码方式以及对应的待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度，最后接入终端获取所要调度的TimeSlot的长度和编码方式，利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能，进行反向数据传输。该方法通过计算各接入终端实际数据，实现动态选择最合适的TimeSlot调度，有效的提高了卫星通讯系统反向带宽频谱利用率，同时有效的降低时延抖动，可以提高用户服务质量。

Description

卫星通讯系统中反向自适应调度方法及通信设备
技术领域
本发明涉及无线移动通信领域，尤其涉及一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法及通信设备。
背景技术
DVB-RCS2(Digital Video Broadcasting-Return Channel Satellite)标准协议中，卫星通讯系统前向采用TDM(Time Division Multiplexed时分复用)传输，前向通过周期广播发送SCT(Superframe Composition Table)、BCT(Broadcast ConfigurationTable)的开销消息给系统下所有接入终端。接入终端接收系统广播的SCT、BCT开销消息，生成反向帧调度帧结构，一个反向帧调度帧(即超帧)结构中有固定的帧长，超帧中可以包括若干个固定长度的TimeSlot(即时隙)，接入终端以TimeSlot为最小调度单位，其中TimeSlot根据不同的信噪比条件映射出相应的调制和编码方式，即在固定的时频资源内可以根据调制和编码方式调度不同大小的数据。当接入终端超帧结构生成后，再通过接收前向TBTP2(Terminal Burst Time Plan Table version 2)指示消息获取反向帧调度帧中可用的TimeSlot以及对应的调制编码方式进行反向数据调度。
因为目前系统调度最小单元TimeSlot是固定时频资源大小，其每一个TimeSlot的调度数据块大小也相对被固定，又因为反向帧调度帧结构一般采用MF-TDMA(Multifrequency-Time Division Multiple Access)传输，因此超帧结构中的TimeSlot和TimeSlot之间必须有干扰隔离保护带，如果超帧中TimeSlot单元太小，TimeSlot数目就会增多，TimeSlot数目越多其干扰隔离保护带浪费的带宽资源也越多，这对于反向带宽频谱利用率影响非常大。如果设置较少的TimeSlot数目，那么能够支持的用户数量将会降低，因此当前卫星通讯系统反向帧调度帧结构不能同时满足不同应用场景下反向带宽频谱利用率最大化以及支持多用户的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法及通信设备。
第一方面，本发明提供了一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法，所述方法包括如下步骤：
根据接收的数据量以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；
根据各接入终端的反向信噪比以及各接入终端的所述待调度数据量确定所要调度的时隙TimeSlot的编码方式；
根据确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度。
第二方面，本发明提供了一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法，所述方法包括如下步骤：
接收调度指令，并从所述调度指令中获取所要调度的时隙TimeSlot的长度和编码方式；其中，所述调度指令包含有TimeSlot的长度和编码方式；
利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能。
第三方面本发明提供了一种接入网设备，所述接入网设备包括待调度数据量确定单元、时隙TimeSlot编码方式确定单元以及TimeSlot长度确定单元；
所述待调度数据量确定单元用于根据接收数据量以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；
所述TimeSlot编码方式确定单元用于根据各接入终端的反向信噪比以及各接入终端的所述待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式；
所述TimeSlot长度确定单元用于根据所述TimeSlot编码方式确定单元确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度。
第四发明本发明还提供了一种终端，所述终端包括：
接收单元，用于用于接收调度指令，从所述调度指令中获取所要调度的时隙TimeSlot的长度和编码方式；
调度单元，用于利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能；其中，所述调度指令包含有TimeSlot的长度和编码方式。
第五方面，本发明提供了一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法。
第六方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法中的步骤。
由上述技术方案可知，本发明提供一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法以及通信设备，本发明中的反向帧能够支持多种长度的TimeSlot，本发明中的接入网设备首先根据各接入终端的待发送数据量以及对应的数据属性确定各接入终端的待调度数据量；之后，接入网设备根据各接入终端的反向信噪比以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式；并根据上述确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度，最后接入终端获取所要调度的TimeSlot的长度和编码方式，并利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能，即进行反向数据传输。该方法通过计算各接入终端实际数据，实现动态选择最小调度单元TimeSlot，提高了卫星通讯系统反向带宽频谱利用率，同时能够使一反向帧能够服务更多的用户。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1是本发明的卫星通讯系统中反向自适应调度方法的流程示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的卫星通讯系统中反向自适应调度方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
卫星通讯系统反向超帧结构固定，因此具有固定的调度方式，在固定的带宽以及帧长下最小调度单元TimeSlot个数也固定了，其TimeSlot间干扰隔离带资源占比固定，即反向最大带宽频谱利用率也被固定，要提高反向带宽资源利用率，并且支持更多的用户是当前急需解决的问题，为了解决该问题本发明公开了一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
S1、接入网设备根据其接收的数据量，即各接入终端的待发送数据量，以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；
此步骤执行之前，所述方法还包括各接入终端将其待发送数据量上报给接入网设备的步骤；
S2、接入网设备根据各接入终端的反向信噪比以及各接入终端的所述待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式；
此步骤执行之前，所述方法还包括接入网设备测量各接入终端的反向信噪比的步骤；
S3、根据所述步骤S2确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度。其中反向帧支持多种长度的TimeSlot，所述TimeSlot是接入终端的最小调度单元；
本发明中的步骤S1之前需要设置一反向帧支持多种长度的TimeSlot，其中所述TimeSlot是接入终端的最小调度单元；
此步骤中，一反向帧支持多种长度的TimeSlot，即卫星通讯系统支持多种长度的TimeSlot；
此步骤中，不同的所述TimeSlot的干扰隔离带的长度相同，有效数据的长度不同。例如本发明中支持三种长度的TimeSlot，如TimeSlot-1类型长度为0.5ms，其中0.4ms有效数据、0.1ms干扰隔离带，TimeSlot-2类型长度1ms，其中0.9ms有效数据、0.1ms干扰隔离带，TimeSlot-3类型长度2ms，其中1.9ms有效数据、0.1ms干扰隔离带。当然还可以多余三种的长度类型，例如其他以0.5ms为倍数关系的TimeSlot长度类型。每一种长度类型的TimeSlot支持多种调制编码方式，同一TimeSlot长度类型根据不同的调制编码方式映射出调度数据块的数量TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize，其中x是TimeSlot长度类型对应的编码或编号，y是调制编码方式对应的编码或编号。
上述方法通过计算各接入终端实际数据，实现动态选择最小调度单元TimeSlot，提高了卫星通讯系统反向带宽频谱利用率，同时能够使一反向帧能够服务更多的用户。
进一步地，所述方法在执行完步骤S3后还包括如下步骤，以实现接入终端进行反向数据传输：
S4、接入网设备根据确定的所要调度的TimeSlot的长度和编码方式生成并发送调度指令给对应的接入终端；
此步骤中优选地利用TBTP2将所述调度指令发送给对应的接入终端。
步骤S1-S4，接入网设备在分配反向资源时，根据各接入终端通过优先级排序后的待调度数据量的大小，以及反向对应接入终端信噪比条件，自适应选择合适长度的TimeSlot进行资源分配指示，并将包含所要调用的TimeSlot的长度和编码方式的调度指令通过TBTP2(Terminal Burst Time Plan Table version2，即第二终端突发时间计划表)发送给接入终端，从而实现了频谱利用率最大化，并且使一反同时能够支持更多的用户。
进一步地，步骤S3具体的利用如下步骤所要调度的TimeSlot的长度：
S31、如果如下公式成立，则确定x为所要调度的TimeSlot的长度对应的编码：
TimeSlot(x+1)MODCOD(y)TBSize>Schd-RevBSR>TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize
式中，x为TimeSlot的长度对应的编码，y为TimeSlot的编码方式对应的编码，Schd-RevBSR为待调度数据量，TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize为长度编码为x、编码方式编码为y的TimeSlot对应的调度数据块的数据量；
S32、根据TimeSlot的长度对应的编码x确定所要调度的TimeSlot的长度。
上述方法通过把反向帧结构内最小调度单元TimeSlot长度多样化，即反向帧结构支持多种长度的TimeSlot并存，每个TimeSlot只能用于一个接入终端，不同长度的TimeSlot的干扰隔离带长度一样，其有效数据部分长度不一样，接入网设备根据接入终端待发送数据量的大小选择对应长度的TimeSlot，实现反向帧结构中TimeSlot长度自适应选择，降低干扰隔离带带宽占比。上述方法适用于卫星通讯系统多用户在不同信噪比环境下应用，比固定帧结构调度更灵活，可以有效提高反向带宽利用率。
本发明同时还提供了一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法，所述方法包括如下步骤：
接入终端接收调度指令，并从所述调度指令中获取所要调度的TimeSlot的长度和编码方式；其中，所述调度指令包含有TimeSlot的长度和编码方式；
接入终端利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能。
上述接入终端在接入网设备根据接收的各接入终端的待发送数据量，以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量之前将待发送数据量上报给接入网设备，以供接入网设备根据其接收的待发送数据量，以及数据属性确定待调度数据量。
下面通过一个具体的实施例对上述方法进行进一步地说明。
如图2所示，本实施例的方法包括如下步骤：
S101、反向帧自适应调度开始，卫星通讯系统设置反向超帧结构长度，例如20ms；同时一反向帧结构中支持多种程度的TimeSlot,TimeSlot是接入终端的最小调度单元；
S102、接入网设备测量接入终端的反向信噪比RevSINR，以及接收接入终端上报的待调度数据量RevBSR；
S103、接入网设备根据各终端的待调度数据量RevBSR、以及数据的QoS属性计算出反向超帧各接入终端的待调度数据量Schd-RevBSR；
S104、接入网设备根据各接入终端的反向信噪比RevSINR以及对应的待调度数据量选择调制编码方式、再根据待调度数据量Schd-RevBSR以及确定的编码方式选择TimeSlot的长度类型，并通过TBTP2发送对应的调度指示给接入终端；
S105、接入终端接收TBTP2信息，获取调度资源，以及TimeSlot信息，发送反向数据，反向帧自适应调度结束。
上述实施例可以实现反向帧结构根据实际应用场景中待调度数据量大小，选择合适程度的TimeSlot进行调度应用，实现频谱利用率最大化，能够动态控制干扰隔离带宽带宽占比，对提高反向带宽频谱利用率。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或者部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。
本发明还提供了一种接入网设备，所述接入网设备包括待调度数据量确定单元、TimeSlot编码方式确定单元以及TimeSlot长度确定单元；
所述待调度数据量确定单元用于根据其接收的各接入终端的待发送数据量，以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；
所述TimeSlot编码方式确定单元用于根据各接入终端的反向信噪比以及各接入终端的所述待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式；
所述TimeSlot长度确定单元用于根据所述TimeSlot编码方式确定单元确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度，其中一反向帧支持多种长度的TimeSlot，所述TimeSlot是接入终端的最小调度单元。
上述接入网设备确定TimeSlot的步骤与上述方法的步骤一一对应，因此对于重复的部分，本发明不再进行赘述。
进一步地，所述接入网设备还包括调度指令生成发送单元；
所述调度指令生成发送单元用于根据确定的所要调度的TimeSlot的长度和编码方式生成并发送调度指令给对应的接入终端。
进一步地，所述接入网设备还包括反向信噪比测量单元；
所述反向信噪比测量单元用于在根据各接入终端的反向信噪比以及对应的所述待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式之前测量各接入终端的反向信噪比。
所述接入网设备中的所述TimeSlot长度确定单元包括TimeSlot的长度编码确定子单元以及TimeSlot的长度确定子单元；
所述TimeSlot的长度编码确定子单元用于根据如下公式确定TimeSlot的长度对应的编码：
TimeSlot(x+1)MODCOD(y)TBSize>Schd-RevBSR>TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize
式中，x为TimeSlot的长度对应的编码，y为TimeSlot的编码方式对应的编码，Schd-RevBSR为待调度数据量，TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize为长度编码为x、编码方式编码为y的TimeSlot对应的调度数据块的数据量；
如果上述公式成立，则确定x为所要调度的TimeSlot的长度对应的编码；
所述TimeSlot的长度确定子单元用于根据TimeSlot的长度对应的编码x确定所要调度的TimeSlot的长度。
本发明还提供了一种终端，所述终端包括：
接收单元，用于用于接收调度指令，从所述调度指令中获取所要调度的时隙TimeSlot的长度和编码方式；
调度单元，用于利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能；其中，所述调度指令包含有TimeSlot的长度和编码方式。
进一步，所述终端还包括：
发送单元，用于在接收所述调度指令之前还用于将其待发送数据量上报给接入网设备，以供接入网设备根据其接收的待发送数据量以及数据属性确定待调度数据量。
上述终端确定调用TimeSlot的步骤与上述方法的步骤一一对应，因此对于重复的部分，本发明不再进行赘述。
本发明实施例还提供了一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法。
所述通信设备可以为接入网设备或终端。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法中的步骤。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
本公开的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
根据接收的数据量以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；
根据各接入终端的反向信噪比以及各接入终端的所述待调度数据量确定所要调度的时隙TimeSlot的编码方式；
根据确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下步骤确定所要调度的时隙TimeSlot的长度：
判断如下公式是否成立，若公式成立，则确定x为所要调度的TimeSlot的长度对应的编码：
TimeSlot(x+1)MODCOD(y)TBSize>Schd-RevBSR>TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize
式中，x为TimeSlot的长度对应的编码，y为TimeSlot的编码方式对应的编码，Schd-RevBSR为待调度数据量，TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize为长度编码为x、编码方式编码为y的TimeSlot对应的调度数据块的数据量；
根据TimeSlot的长度对应的编码x确定所要调度的TimeSlot的长度。
3.一种卫星通讯系统中反向自适应调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
接收调度指令，并从所述调度指令中获取所要调度的时隙TimeSlot的长度和编码方式；其中，所述调度指令包含有TimeSlot的长度和编码方式；
利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法在接收所述调度指令之前还包括如下步骤：
将待发送数据量上报给接入网设备，以供接入网设备侧根据其接收的待发送数据量，以及数据属性确定待调度数据量。
5.一种接入网设备，其特征在于，所述接入网设备包括待调度数据量确定单元、时隙TimeSlot编码方式确定单元以及TimeSlot长度确定单元；
所述待调度数据量确定单元用于根据接收数据量以及数据属性确定各接入终端的待调度数据量；
所述TimeSlot编码方式确定单元用于根据各接入终端的反向信噪比以及各接入终端的所述待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的编码方式；
所述TimeSlot长度确定单元用于根据所述TimeSlot编码方式确定单元确定的TimeSlot的编码方式以及待调度数据量确定所要调度的TimeSlot的长度。
6.根据权利要求5所述的接入网设备，其特征在于，所述TimeSlot长度确定单元包括TimeSlot的长度编码确定子单元以及TimeSlot的长度确定子单元；
所述TimeSlot的长度编码确定子单元用于判断如下公式是否成立，若成立则确定x为所要调度的TimeSlot的长度对应的编码：
TimeSlot(x+1)MODCOD(y)TBSize>Schd-RevBSR>TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize
式中，x为TimeSlot的长度对应的编码，y为TimeSlot的编码方式对应的编码，Schd-RevBSR为待调度数据量，TimeSlot(x)MODCOD(y)TBSize为长度编码为x、编码方式编码为y的TimeSlot对应的调度数据块的数据量；
所述TimeSlot的长度确定子单元用于根据TimeSlot的长度对应的编码x确定所要调度的山西iTimeSlot的长度。
7.一种终端，其特征在于，所述终端包括：
接收单元，用于用于接收调度指令，从所述调度指令中获取所要调度的时隙TimeSlot的长度和编码方式；
调度单元，用于利用具有对应长度和编码方式的TimeSlot实现相应的调度功能；其中，所述调度指令包含有TimeSlot的长度和编码方式。
8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：
发送单元，用于在接收所述调度指令之前还用于将其待发送数据量上报给接入网设备，以供接入网设备根据其接收的待发送数据量以及数据属性确定待调度数据量。
9.一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1或2所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法或实现如权利要求3或4所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法中的步骤或实现如权利要求3或4所述的卫星通讯系统中反向自适应调度方法中的步骤。
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