CN110518956A - 基于时隙分配算法的跳波图案优化方法及装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于时隙分配算法的跳波图案优化方法及装置、存储介质，其中方法包括如下步骤：根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将请求容量转换成请求时隙个数；针对请求时隙个数，采用时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。采用本发明，能够在地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit，GEO)卫星通信系统中实现高效的时隙资源分配，在提升系统容量的同时有效排除干扰对信号质量的影响。

Description

基于时隙分配算法的跳波图案优化方法及装置、存储介质

技术领域

本发明涉及卫星资源分配技术领域，尤其涉及一种基于时隙分配算法的跳波图案优化方法及装置、存储介质。

背景技术

近年来，随着卫星通信业务服务质量的不断提升，卫星通信业务的需求也逐步增加，但承载业务的功率资源和转发器带宽资源却愈发紧张，从而使得卫星通信资源供需不平衡的问题日益突出。在这样的背景下，高吞吐量卫星的提出和发展，为解决这一难题打开了新局面。高吞吐量卫星通过引入多端口放大器，使得功率和带宽资源能够灵活分配，大大提升了系统可用容量。跳波束就是在这样的基础上发展起来的一种能够灵活分配资源的新技术。

传统多波束卫星系统的波束覆盖与相对固定，通常采用资源平均分配的方式，无法适应地面用户业务需求不均衡的场景，使得分配给某些波束的资源存在浪费，而又有某些波束分得的资源并不能满足其需求，导致系统的总容量较小。而跳波束技术，利用较少波束的灵活跳变实现了传统多波束系统的覆盖，同时能够在波束间动态配置资源，很好的解决了这一问题。跳波束基于时间分片技术，在某一特定时刻，卫星上只有部分点波束处于工作状态，并使用全部带宽；相互之间采用空间隔离的方式以减小共信道干扰。但是，空间隔离并不能完全解决干扰问题，如果跳变波束距离较近，它们之间的干扰将会影响到信号质量。

发明内容

本发明实施例提供一种基于时隙分配算法的跳波图案优化方法及装置、存储介质，能够在地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit，GEO)卫星通信系统中实现高效的时隙资源分配，在提升系统容量的同时有效排除干扰对信号质量的影响。

本发明实施例第一方面提供了一种基于时隙分配算法的跳波图案优化方法，可包括：

根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将请求容量转换成请求时隙个数；

针对请求时隙个数，采用时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

进一步的，上述根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限，包括：

计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR；

当SINR与信噪比SNR近似相等时，确定此时的波束间距离为距离门限。

进一步的，上述方法还包括：

将每个时隙同时分配给各个波束中的一个点波束。

进一步的，时隙分配采用预分配方式以保证每个波束至少被点亮一次，每次分配以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点。时隙分配时，从起始波束开始，根据波束簇间几何位置依次选择其余簇中与该波束同时工作的波束。

进一步的，上述方法还包括：

当波束间距离小于距离门限时，选择距离门限之外的波束；

若距离门限之外无波束，则选择距离门限之内剩余请求最大的波束。

进一步的，上述方法还包括：

以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点，而后根据波束簇间几何位置关系，依次确定其余簇中与已选波束同时工作的其余波束。

本发明实施例第二方面提供了一种基于时隙分配算法的跳波图案优化装置，可包括：

门限距离确定模块，用于根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

分配模型构建模块，用于根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

请求数据获取模块，用于获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将请求容量转换成请求时隙个数；

时隙动态分配模块，用于针对请求时隙个数，采用时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

进一步的，上述门限距离确定模块包括：

SINR计算单元，用于计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR；

门限距离确定单元，用于当SINR与信噪比SNR近似相等时，确定此时的波束间距离为距离门限。

进一步的，上述时隙动态分配模块，具体用于将每个时隙同时分配给各个波束中的一个点波束。

进一步的，时隙分配采用预分配方式以保证每个波束至少被点亮一次，每次分配以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点。时隙分配时，从起始波束开始，根据波束簇间几何位置依次选择其余簇中与该波束同时工作的波束。

进一步的，上述装置还包括：

第一波束选择模块，用于当波束间距离小于距离门限时，选择距离门限之外的波束；

第二波束选择模块，用于若距离门限之外无波束，则选择距离门限之内剩余请求最大的波束。

进一步的，上述装置还包括：

其余波束确定模块，用于以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点，而后根据波束簇间几何位置关系，依次确定其余簇中与已选波束同时工作的其余波束。

本发明实施例第三方面提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行以下步骤：

根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将请求容量转换成请求时隙个数；

针对请求时隙个数，采用时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

本发明的有益效果在于：

1、资源分配效率得到提高：在传统的多波束系统中，通常采用平均分配的方式，并不能适应用户业务需求不均衡的场景；而本发明提出的跳波束时隙分配算法，能够更好地按需分配资源，同时减小了干扰对信号质量的影响，从而提升整个网络的容量。

2、用户间公平性得到保障：与现有跳波束时隙分配算法相比，本发明在资源分配过程中考虑到不同波束的请求差异，能够保证大需求波束与小需求波束间的相对公平性。

3、跳波束图案时隙连续性得到改善：与采用波束串行分配的时隙分配算法相比，本发明采用波束并行分配方式，能够使分配给各波束的时隙更为连续，从而有效减少用户接收所需的突发数目，节省了突发的同步头字段，提高资源利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于分簇的跳波束下行链路示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于时隙分配算法的跳波图案优化方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的卫星波束间干扰计算模型示意图；

图4是本发明实施例提供的同时工作的波束间距离对SINR的影响仿真结果图；

图5是本发明实施例提供的跳波束时隙分布示意图；

图6是本发明实施例提供的欧洲区域布置波束示意图；

图7是本发明实施例提供的Ka波段多波束卫星系统中的网络接入流量需求示意图；

图8是本发明实施例提供的传统多波束系统资源平均分配仿真结果图；

图9是本发明实施例提供的跳波束系统HBF算法资源分配仿真结果图；

图10是本发明实施例提供的HBF算法与minCCI算法时隙分配结果对比图；

图11是本发明实施例提供的一种基于时隙分配算法的跳波图案优化装置的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的门限距离确定模块的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种基于时隙分配算法的跳波图案优化装置的结构示意图。

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，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，术语“第一”和“第二”意图在于区分不同的命名，不代表排序上的先后顺序。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

需要说明的是，本发明实施例中的基于时隙分配算法的跳波图案优化装置可以是具备数据分析处理能力的计算机。

在本发明实施例中，采用如图1所示的GEO卫星下行链路波束分簇模型，其中，GEO卫星采用多波束天线，使用Ka频段，采用全频率复用，GEO卫星网络为用户提供宽带固定业务，卫星网络共70个点波束，每14个波束为一簇，共分为5个波束簇。

如图2所示，基于时隙分配算法的跳波图案优化方法至少可以包括以下几个步骤：

S101，根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限。

可以理解的是，上述装置可以根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限，可选的，可以计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR，得出大于何距离时SINR与信噪比SNR近似相等，进而可以确定此时的波束间距离为距离门限。

具体实现中，确定距离门限步骤包括：

1、方向夹角：如图3所示，小区c中的用户u到卫星间的连线与小区n的波束瞄准线之间的夹角记为角设GEO卫星轨道高度为h，由于高度较高，所以本文不考虑斜投影问题，设小区的中心为卫星的正投影点。设小区n的中心位于卫星星下点处，卫星、小区中心(星下点)和地心共线，地球半径为R。则由余弦定理可以得到：

进一步化简得：

2、干扰建模：设干扰用户为小区c中的用户u，被干扰用户为小区n中的用户m，则下行链路小区间的干扰为：

其中，NC表示与小区n复用相同频段的其他小区的数目。μ_uc为用户(u,c)的活跃系数，与该用户的服务类型相关。W_c为卫星到小区c的传输功率，g_mn(α_mn)为受干扰用户(m,n)在角α_mn方向上的天线增益，α_mn表示在用户(m,n)处与地球的切线和卫星到用户的连线之间的夹角。角可参照前文定义，表示小区c在方向上的卫星天线增益。为小区n和小区c之间的极化隔离系数。f_mn(α_mn)为用户(m,n)在角α_mn方向上经历的信道衰落。

由该公式可知，干扰值主要与受干扰用户到卫星连线和干扰波束瞄准线之间的方向夹角有关。由于h和R一定，则角仅由决定，即受干扰用户m到干扰波束c中心的距离。也就是说，波束之间距离越短，干扰则越大。

3、分析验证：为了进一步研究干扰与波束间距离的关系并直观展现出来，系统的SINR随波束间距离的变化做仿真，如图4所示。在DVB-S2标准中，调制方式为QPSK 5/6所对应的信噪比门限值为5.18dB，调制方式为8PSK 3/5所对应的信噪比门限值为5.5dB。结合该性能限并参考现有的卫星通信系统，设置一个合理的系统信噪比(Signal to NoiseRatio,SNR)参考值为6.6dB。结合公式算出不同距离下的干扰功率，进一步得到SINR。由图4可知，横轴的r表示波束半径。结果显示，当波束间距离大于4倍的波束半径时，SINR与SNR大致相等，即干扰功率相较于噪声功率而言比较小，能够不考虑。于是得出以下结论：当同时工作的波束相隔两个波束以外时，它们之间的干扰可以忽略不计。即以4倍波束半径作为距离门限。

S102，根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型。

具体实现中，构建时隙分配模型步骤包括：

1、信号质量：以信号功率与干扰加噪声功率之比(Signal to Interference plusNoise Ratio，SINR)作为信号质量的指标，按下式计算信号质量，

其中，P表示发射功率，G_T表示发射天线的增益，G_R表示接收天线的增益，L表示自由空间传播损耗，T_n表示接收机的等效噪声温度，B表示转发器带宽，k为波尔兹曼常数。下标中的D表示信号链路中的变量，I表示干扰链路中的变量。

2、自由空间传播损耗：按下式计算自由空间传播损耗，

其中，f为频率，d表示收发双端之间的距离，c是光速。

3、天线增益：按下式计算天线增益，

其中，J₁是一阶贝塞尔函数，θ表示链路方向与天线主瓣轴之间的夹角，G₀表示θ＝0时的最大天线增益，

其中，D为天线口径，η为天线效率。

4、时隙资源：如图5所示，在跳波束卫星系统的下行链路中，设工作波束带宽为B，时隙的最小分配单元为T_s。在总时隙个数为W的一个时间窗口中，卫星根据各波束上报的业务需求合理地为它们分配不同数目的时隙资源。

在系统下行链路中，定义时隙分配矩阵T＝[t₁t₂t₃…t_N]^T,T∈N_b×W。其中，第i个向量t_i＝[T_i1T_i2T_i3…T_iW],t_i∈1×W,表示波束i分得的时隙。T_ij＝{0,1}为一个指示因子，T_ij＝1表示第j个时隙分配给了波束i，T_ij＝0则表示没有。于是，分配给波束i的总时隙数目：

设系统采用高斯编码，则波束i分得的容量：

由该式，时隙资源和容量资源可以相互转化。

S103，获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将请求容量转换成请求时隙个数。

具体实现中，获取波束请求数据的过程为：

如图6所示，用70个点波束覆盖欧洲地区，并且以每14个波束为一组，分为5个波束簇。如图7所示，业务模型来自于一项DDSO研究(Digital Divide:the Satellite Offer)，该研究是Astrium在欧洲航天局的电信系统高级研究1(ESA ARTES 1)框架下提出的，评估了Ka波段多波束卫星系统中互联网接入的通信量请求分布，并预测了扩展欧盟地区2020年的网络接入流量需求分布。可以看到，地区流量需求分布呈现极度不均匀，某几个波束覆盖下的区域流量需求非常大，而又存在一些区域的流量需求甚至接近于零。正是由于当今社会人口的分布不均、流动性强，带来通信量的需求分布不均、变化量大，使得传统的多波束卫星系统逐渐不能够满足这样不均匀的流量业务场景。而跳波束技术，以其灵活多变的波束覆盖方案，迎合了不平衡的流量分布需求，成为构建卫星通信系统中越来越被关注、采用的一项新技术。

在跳波束卫星通信系统中，资源可以指带宽、频率，也可以指功率、容量。由于下行链路采用TDM机制，将时间划分为粒度很小的多个时隙来利用，在这里时隙也可以看作一种资源。而时隙资源和容量资源存在某种对应关系，可以相互转化。单个波束请求的容量资源R_i，即为吞吐量(单位为bps)，是指该波束覆盖区域内用户需要的数据传输速率：

其中，N_i为该波束为满足请求容量R_i而需要占用的时隙个数，W为时间窗口。于是，单个波束请求的容量资源可以换算为时隙个数：

S104，针对请求时隙个数，采用时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

可以理解的是，跳波束系统以一个时间窗口为周期完成一次时隙分配，给每簇内的所有波束都分配一定数目的时隙。所以，跳波束图案的协调也应同时进行。优化目标是在一个时间窗口内系统总的容量最大。

时隙动态分配步骤具体为：

如图6所示，全部70个波束按照每14个为一组划分为5个波束簇，同时为每个簇内的一个波束分配同一时隙，使得在任一给定时刻每簇内仅有一个波束处于工作状态。时隙分配的公式为

系统共有K个点波束，分为N_c个波束簇。

由容量资源和时隙资源的对应关系，可以将该问题转化为时隙资源优化分配问题：

由于系统资源有限，波束覆盖区域内的请求容量往往大于卫星能够提供的容量，为了保证一定的用户公平性，避免资源过多地被请求量非常大的波束占用，导致某些请求量特别小的波束得不到服务的情况发生，首先对所有波束预分配一个时隙，以保证每个波束都能够至少被点亮一次。

为了降低波束簇间干扰的影响，需要在动态分配时隙资源的同时尽可能规避或减小干扰，从而完成跳波束图案的优化。由于在传统的分配模式下，需求大的波束常常未能被满足，需求小的波束却会因分配到超过其请求的资源而造成浪费，所以，应当使得需求大的波束被点亮得更频繁。于是，在每一次时隙分配中，都选择当前剩余请求最大的波束。对于波束间的干扰问题，若波束间距离大于距离门限d_th，则认为它们之间的干扰很小，可以忽略不计。

在分配过程中，首先确定起始波束及其所在的波束簇，而后基于位置几何关系依次确定其他簇中与已选波束同时工作的其余波束。原则是优先选择距离大于d_th的波束中需求最大的——这样对已选波束不构成干扰，如果d_th之外无波束可选，则在d_th之内选择与已选波束距离最远的，因为同时工作的波束相距越远，干扰越小。

根据上述步骤，当选择表1所示的仿真参数时性能分析如下：

表1

图8和图9分别是传统的多波束资源平均分配方法与跳波束时隙分配算法的对比。其中，黑色柱体表示各波束请求的容量，白色柱体表示算法为其分配的容量。除了图中能够明显看出跳波束系统的资源分配情况更贴合各波束不同的请求之外，经计算，传统多波束系统的总吞吐量为27.004Gbps，而跳波束系统的总吞吐量为33.654Gbps，提升了24.6％。可见采用本发明时隙分配算法的跳波束系统相较于传统多波束系统大大提高了系统的总容量。

对于干扰控制方面，将d_th设为四倍的波束覆盖半径时，仿真结果显示无干扰。为进一步分析d_th的取值对系统干扰的影响，对取不同d_th值的系统计算总干扰值，得到的结果如表2。每次仿真都在时间窗口为100个时隙长度的条件下进行。总干扰次数是指两两波束在某一个时隙内若存在干扰，则算作一次。由表2可以看出，随着d_th的增大，系统总干扰值增加。经计算，系统中的各种噪声达-120.8475dB，所以就算是在系统条件最差的情况下，干扰为-123.0547dB时，也不会对信号质量产生太大影响。由此可见，本发明能够对系统干扰做出有效控制。

表2

在时隙连续性方面，与现有跳波束时隙分配算法minCCI算法相比，本发明采用了跳变波束并行分配的方式，让“时隙去找波束”，当前时隙所有跳变波束分配完毕再进行下一时隙的分配，并且每次迭代都是以需求大的波束为起点；而minCCI算法采用了波束串行分配的方式，让“波束去找时隙”，每个波束都优先搜索到对其干扰最小的时隙。两种算法的时隙分配结果(部分)如图10所示。给出的是100个时隙中编号15到24的10个时隙的分配结果，单元格中的标号为波束编号。可以看出，本发明分配结果中时隙较为连续，而minCCI算法分配的时隙离散化程度比较高。所以，本发明时隙连续性较好，相应的用户接收时所需要的突发数也较少，更适合前向链路的场景机制。

本发明提出的基于分簇的全带宽跳波束图案优化方法，能够在跳波束下行链路中实现高效的时隙资源分配，在提高系统总容量的同时有效规避了干扰，提升了时隙连续性，提高了资源利用效率。

下面将结合附图11和附图12，对本发明实施例提供的基于时隙分配算法的跳波图案优化装置进行详细介绍。需要说明的是，附图3所示的基于时隙分配算法的跳波图案优化装置，用于执行本发明图1-图10所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明图1-图10所示的实施例。

请参见图11，为本发明实施例提供了一种基于时隙分配算法的跳波图案优化装置的结构示意图。如图11所示，本发明实施例的跳波图案优化装置10可以包括：门限距离确定模块101、分配模型构建模块102、请求数据获取模块103、时隙动态分配模块104、第一波束选择模块105、第二波束选择模块106、其余波束确定模块107、场景数据处理模块108和频谱样本划分模块109。其中，门限距离确定模块101如图11所示，包括SINR计算单元1011和门限距离确定单元1012。

门限距离确定模块101，用于根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限。

具体实现中，门限距离确定模块101可以包括以下单元：

SINR计算单元1011，用于计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR。

门限距离确定单元1012，用于当SINR与信噪比SNR近似相等时，确定此时的波束间距离为距离门限。

分配模型构建模块102，用于根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型。

请求数据获取模块103，用于获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将请求容量转换成请求时隙个数。

时隙动态分配模块104，用于针对请求时隙个数，采用时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

需要说明的是，时隙动态分配模块104，具体用于将每个时隙同时分配给各个波束中的一个点波束。

可以理解的是，时隙分配采用预分配方式以保证每个波束至少被点亮一次，每次分配以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点。时隙分配时，从起始波束开始，根据波束簇间几何位置依次选择其余簇中与该波束同时工作的波束。

第一波束选择模块105，用于当波束间距离小于距离门限时，选择距离门限之外的波束。

第二波束选择模块106，用于若距离门限之外无波束，则选择距离门限之内剩余请求最大的波束。

其余波束确定模块107，用于以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点，而后根据波束簇间几何位置关系，依次确定其余簇中与已选波束同时工作的其余波束。

场景数据处理模块108，用于对声音场景数据进行处理，得到对应的频谱图样本。

频谱样本划分模块109，用于按照预设划分比例，将频谱图样本划分为训练样本、验证样本和测试样本。

需要说明的是，本实施例中的详细执行过程可以参见上述方法实施例中的具体描述，此处不再赘述。

本发明提出的基于分簇的全带宽跳波束图案优化方法，能够在跳波束下行链路中实现高效的时隙资源分配，在提高系统总容量的同时有效规避了干扰，提升了时隙连续性，提高了资源利用效率。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图1-图10所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图1-图10所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

另外，本申请实施例还提供了一种基于时隙分配算法的跳波图案优化装置，该装置可以是具备数据分析处理能力的计算机，如图13所示，基于时隙分配算法的跳波图案优化装置20可以包括：至少一个处理器201，例如CPU，至少一个网络接口204，用户接口203，存储器205，至少一个通信总线202，可选地，还可以包括显示屏206。其中，通信总线202用于实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口203可以包括触摸屏、键盘或鼠标等等。网络接口204可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通过网络接口204可以与服务器建立通信连接。存储器205可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器，存储器205包括本发明实施例中的flash。存储器205可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器201的存储系统。如图13所示，作为一种计算机存储介质的存储器205中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及程序指令。

需要说明的是，网络接口204可以连接接收器、发射器或其他通信模块，其他通信模块可以包括但不限于WiFi模块、蓝牙模块等，可以理解，本发明实施例中基于时隙分配算法的跳波图案优化装置也可以包括接收器、发射器和其他通信模块等。

处理器201可以用于调用存储器205中存储的程序指令，并使基于时隙分配算法的跳波图案优化装置20执行以下操作：

根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将所述请求容量转换成请求时隙个数；

针对所述请求时隙个数，采用所述时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

在一些实施例中，装置20在根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限时，具体用于：

计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR；

当所述SINR与信噪比SNR近似相等时，确定此时的波束间距离为距离门限。

在一些实施例中，装置20还用于将每个时隙同时分配给各个波束中的一个点波束。

在一些实施例中，时隙分配采用预分配方式以保证每个波束至少被点亮一次，每次分配以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点。时隙分配时，从起始波束开始，根据波束簇间几何位置依次选择其余簇中与该波束同时工作的波束。

在一些实施例中，装置20还用于当所述波束间距离小于所述距离门限时，选择距离门限之外的波束；

若所述距离门限之外无波束，则选择距离门限之内剩余请求最大的波束。

在一些实施例中，装置20还用于以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点，而后根据波束簇间几何位置关系，依次确定其余簇中与已选波束同时工作的其余波束。

本发明提出的基于分簇的全带宽跳波束图案优化方法，能够在跳波束下行链路中实现高效的时隙资源分配，在提高系统总容量的同时有效规避了干扰，提升了时隙连续性，提高了资源利用效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于时隙分配算法的跳波图案优化方法，其特征在于，包括：

根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将所述请求容量转换成请求时隙个数；

针对所述请求时隙个数，采用所述时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限，包括：

计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR；

当所述SINR与信噪比SNR近似相等时，确定此时的波束间距离为距离门限。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将每个时隙同时分配给各个波束中的一个点波束。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

时隙分配采用预分配方式以保证每个波束至少被点亮一次，每次分配以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点。时隙分配时，从起始波束开始，根据波束簇间几何位置依次选择其余簇中与该波束同时工作的波束。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述波束间距离小于所述距离门限时，选择距离门限之外的波束；

若所述距离门限之外无波束，则选择距离门限之内剩余请求最大的波束。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

以当前系统中剩余请求最大的波束作为起始点，而后根据波束簇间几何位置关系，依次确定其余簇中与已选波束同时工作的其余波束。

7.一种基于时隙分配算法的跳波图案优化装置，其特征在于，包括：

门限距离确定模块，用于根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

分配模型构建模块，用于根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

请求数据获取模块，用于获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将所述请求容量转换成请求时隙个数；

时隙动态分配模块，用于针对所述请求时隙个数，采用所述时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述门限距离确定模块包括：

SINR计算单元，用于计算不同波束间距离之下的信干噪比SINR；

门限距离确定单元，用于当所述SINR与信噪比SNR近似相等时，确定此时的波束间距离为距离门限。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述时隙动态分配模块，具体用于将每个时隙同时分配给各个波束中的一个点波束。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下步骤：

根据所计算的信干噪比SINR与波束间距离的关系确定距离门限；

根据跳波束卫星系统下行链路中容量资源与时隙资源的关系构建时隙分配模型；

获取每个波束覆盖范围内用户的请求容量，将所述请求容量转换成请求时隙个数；

针对所述请求时隙个数，采用所述时隙分配模型为个波束分配时隙数目，并按照干扰规避原则完成跳波束图案的优化。