CN114793126B - 一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法 - Google Patents

一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，属于卫星用户分组和资源分配领域；具体为首先，针对包括多低轨卫星和地面多用户的通信场景；以最大化用户平均信息速率为优化目标，将每个卫星下的用户进行分组；依据用户实时流量请求定义各小组的权重，对各用户小组进行当前时隙t内工作波束的分配，得到每个卫星下的用户小组集合；进一步根据用户信道条件以及实时流量请求，给集合中各小组的工作波束分配功率，输出分配功率的集合；最后，对系统存在剩余的工作波束功率资源，通过组间调配给更多其他的用户小组服务。本发明降低了动态波束用户分组的复杂度，提升了吞吐量和用户请求的满足率。

Description

一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法
技术领域
本发明属于卫星用户分组和资源分配领域，具体涉及一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法。
背景技术
低轨卫星通信网络相对于地面通信网络，有着可以用来提供无盲区的全时通信服务及增强地面无线网络等无可比拟的优势。然而卫星星载资源有限，如何利用有限的卫星资源满足人们日益增长的通信需求以及保证卫星的服务质量是一个巨大的挑战。
为了更有效地对卫星功率、带宽以及发射天线等资源进行利用，国内外学者提出了基于用户地理位置的动态波束用户分组，用更少更小的波束去覆盖所有用户，以提高系统的信息速率。
但现有的用户分组通过迭代的方式进行寻优，在用户较多时复杂度较高；并且多基于传统的多波束场景，在资源的分配上采用了固定分配的方式，未能更进一步利用系统资源。
而利用了时间分片的跳波束技术在适应流量需求和更有效地利用现有资源方面都优于传统系统，其资源分配更加灵活，能够实现少量的工作波束服务更多的用户小组。在跳波场景下，许多科研人员提出了动态的时隙、功率以及带宽等一系列资源分配算法，但少有适用于动态波束用户分组的资源分配方案。
发明内容
本发明针对上述问题，考虑低轨多波束下行通信系统，提出了一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，对多卫星覆盖下的用户分组以及波束半径优化，并在分组基础上对时隙和功率进行优化，使得系统的吞吐量最大化。
所述的多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，具体步骤如下：
步骤一、搭建包括多颗低轨卫星和地面K个用户的通信场景；
多颗低轨卫星为地面K个用户提供服务，用户分布在同一水平面上，卫星利用相控阵天线产生Nb个动态波束，通过跳波时分的方式为用户服务。
第s颗卫星下的用户数目记作Ks，第k(1≤k≤Ks)个用户的坐标记作uk,s。
步骤二、针对卫星s，根据其下用户的地理位置，以最大化用户平均信息速率为优化目标RM，利用P中心算法和最小圆覆盖算法将用户分成M小组并优化各小组中心点和半径，得到卫星s的用户分组结果Gs。
首先，初始随机选择M个用户坐标作为各组的中心点，每个用户分别计算各自与每个组中心点的距离，选择最近的小组加入；
用户的分组数目M取值服从1≤M≤Ks。
然后，利用P中心算法和最小圆覆盖算法不断更新各个组中心、组半径及其用户集合，直至收敛，计算当前优化目标RM；
优化目标RM计算如下：
Figure BDA0003658645660000021
Figure BDA0003658645660000022
为卫星s下第m个小组在一个跳波束周期内用户平均信息速率；
接着，判断是否RM≥RM-1，如果是保存当前M取值、分组结果Gs以及各小组的组中心和组半径，进入下一次迭代；否则输出上一次保存的M取值、分组结果Gs以及各小组的组中心和组半径。
分组结果Gs＝{g1,s,g2,s,…,gm,s,…,gM,s}；gm,s表示第m个小组下的用户集合。
步骤三、依据用户分组结果Gs以及用户实时流量请求定义各小组的权重，按权重大小对各用小组进行当前时隙t内工作波束的分配，得到Nb个用户小组的集合
Figure BDA0003658645660000023
首先，计算当前时隙t第m个小组gm,s的权重
Figure BDA0003658645660000024
计算公式为：
Figure BDA0003658645660000025
其中Tttl为用户向其所属卫星s发送流量请求，该请求对应的时隙长度；
Figure BDA0003658645660000026
表示用户k在时隙l发出的请求流量在时隙t内未传输完毕，卫星s缓存剩余的流量请求；a(a≥0)为描述等待时延重要程度的常量参数。
然后，分别计算各用户小组在当前时隙t下的权重值
Figure BDA0003658645660000027
并按降序排序；从用户分组Gs中选择未分配波束的权重最大的用户小组S1开始，如果当前用户小组S1和集合/>
Figure BDA0003658645660000028
中每个用户小组的距离都满足约束条件，则将当前用户小组S1加入集合/>
Figure BDA0003658645660000029
中；否则跳过该小组，继续选择下一个用户小组，直到选满Nb个为止，为Nb个用户小组各分配一个工作波束。
集合
Figure BDA00036586456600000210
中初始为空；初始将第一个未分配波束的权重最大的用户小组直接加入集合/>
Figure BDA00036586456600000211
中。
约束条件是指：当前用户小组S1与集合
Figure BDA00036586456600000212
中的每个用户小组，两个用户小组中心点的间距大于设定的阈值，在一个时隙内被工作波束服务，不会产生同频干扰。
步骤四、根据用户信道条件以及实时流量请求，给集合
Figure BDA0003658645660000031
中各小组的工作波束分配功率，输出分配功率的集合/>
Figure BDA0003658645660000032
具体为：
初始给集合
Figure BDA0003658645660000033
中各用户小组分配最低功率Pmin，其他小组分配功率0；
然后，从集合
Figure BDA0003658645660000034
内选择功率需求未满足的各用户小组，按平均发射增益/>
Figure BDA0003658645660000035
从大到小排列，逐一给各用户小组分配满足其需求的最低功率或工作波束的最大功率Pmax；直到卫星的总功率Ptotal被分配完或者集合/>
Figure BDA0003658645660000036
内所有小组需求均被满足，结束功率分配并输出功率分配集合/>
Figure BDA0003658645660000037
针对各用户小组，当分配给其工作波束最大功率Pmax，也仍不能满足其需求，将其工作波束功率取最大值Pmax，存入集合
Figure BDA0003658645660000038
步骤五、判断集合
Figure BDA0003658645660000039
中所有用户小组分配的工作波束功率之和，是否占用了卫星全部的总功率Ptotal，即是否满足：/>
Figure BDA00036586456600000310
如果是，结束资源调配过程并输出功率分配集合/>
Figure BDA00036586456600000311
否则，系统存在剩余的工作波束功率资源，通过组间调配给更多其他的用户小组服务；实现多波束低轨卫星用户分组与资源分配。
具体为：
首先，计算未分配功率的用户小组中所有用户的集合
Figure BDA00036586456600000312
Figure BDA00036586456600000313
为集合/>
Figure BDA00036586456600000314
内所有分配到工作波束功率的用户小组包含的所有用户的集合，Us是通信场景中所有用户的集合；
Figure BDA00036586456600000315
是所有未分配功率的用户小组中的所有用户，包括两部分：在分配到工作波束的用户小组的覆盖区域内，但是没有被分配到工作波束功率的用户集合/>
Figure BDA00036586456600000316
以及不在分配到工作波束的用户小组的覆盖区域内，也没有被分配到工作波束功率的用户集合/>
Figure BDA00036586456600000317
其中，
Figure BDA00036586456600000318
即针对用户/>
Figure BDA00036586456600000319
满足||uk,s-wm,s||≤rm,s。
uk,s为卫星s下的第k个用户的坐标；wm,s为卫星s第m个小组的中心坐标，rm,s为卫星s第m个小组的半径；
然后，针对集合
Figure BDA0003658645660000041
逐个选择其各用户，分别加入对应的小组，并给各小组分配对应工作波束功率。
具体为：
初始，分别从集合
Figure BDA0003658645660000042
和集合/>
Figure BDA0003658645660000043
中选出||uk,s-wm,s||最小的用户k0和小组m0，从/>
Figure BDA0003658645660000044
中移出用户k0，将其临时加入用户小组m0，并给小组m0分配满足其需求的最低功率或者Pmax；继续选择下一个满足上述条件的用户，直至集合/>
Figure BDA0003658645660000045
或者卫星的总功率Ptotal被分配完；
然后，当
Figure BDA0003658645660000046
为空集时，仍有剩余的工作波束功率资源，继续从集合/>
Figure BDA0003658645660000047
与集合/>
Figure BDA0003658645660000048
中分别选出||uk,s-wm,s||最小的用户k1和小组m1，并从集合/>
Figure BDA0003658645660000049
中移出用户k1，让k1加入小组m1后改变小组m1的中心坐标wm,s和小组半径rm,s；
进一步，判断该小组m1是否与其他小组的组中心间距大于预设的半径阈值，导致同频干扰，如果是，从集合
Figure BDA00036586456600000410
与/>
Figure BDA00036586456600000411
中重新寻找；否则将用户k1临时加入到小组m1中，并且更新组半径rm,s和组中心坐标wm,s；最后给小组m1分配满足其需求的最低功率或者Pmax。
继续从集合
Figure BDA00036586456600000412
中选择用户，不断重复上述过程直到集合/>
Figure BDA00036586456600000413
为/>
Figure BDA00036586456600000414
或者卫星的总功率Ptotal被分配完，结束组间资源调配过程并输出/>
Figure BDA00036586456600000415
组间资源调配过程会临时调整用户分组的分组结果，在下一个时隙起始时刻须还原初始的分组结果Gs。
本发明的优点在于：
1)、一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，采用快速动态波束用户分组，比起迭代寻优，降低了动态波束用户分组的复杂度，用户平均信息速率比传统固定波束高。
2)、一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，基于请求时延加权的时隙分配，相比基于流量请求大小，提升了吞吐量和用户请求的满足率。
3)、一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，基于信道条件的功率分配及组间资源调配，适配用户分组和时隙分配结果，相比固定分配，以更少的功率资源实现了更高的吞吐量、更低平均请求等待时延以及更高的用户请求的满足率。
4)、一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，结合了动态波束用户分组和灵活资源分配的优点，整体提高系统在吞吐量、请求等待时延以及请求满足率等方面的性能。
附图说明
图1为本发明一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法的流程图；
图2为本发明卫星用户分组示意图；
图3为本发明快速动态波束用户分组流程图；
图4为本发明单个卫星下跳波示意图；
图5为本发明卫星s在时隙t内时隙分配的流程图；
图6为本发明功率分配示意图；
图7为本发明第一部分功率分配流程图；
图8为本发明组件资源调配流程图；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方法作进一步的详细说明。
本发明一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，首先基于用户地理位置信息，以最大化用户平均信息速率为优化目标，引入凸优化思想确定合适的小组分组数目M，利用P中心[1]和最小圆算法[2]来优化求解用户分组结果以及小组半径参数。第二层次是进行时隙的分配，所有工作波束使用全频带资源，为了避免小组之间由于同频干扰而导致用户信噪比降低，在贪心算法的基础上引入同频干扰约束来进行跳波时隙的分配，在使用全频带复用的同时追求吞吐量的最大化；然后是功率分配，利用小组用户的信道条件来求取小组所需功率的上下界，并使用二分法搜索满足小组传输所需的最小功率，用有限的功率实现更高的吞吐量；最后根据剩余资源情况，进行组间资源调配进一步提高资源的利用率。
具体参考文献如下：
[1]Drezner Z.The p-centre problem—heuristic and optimal algorithms[J].Journal of the Operational Research Society,1984,35(8):741-748.
[2]Welzl E.Smallest enclosing disks(balls and ellipsoids)[M]//Newresults and new trends in computer science.Springer,Berlin,Heidelberg,1991:359-370.
如图1所示，具体步骤如下：
步骤一、搭建包括多颗低轨卫星和地面K个用户的通信场景；
多颗低轨卫星为地面K个用户提供服务，卫星的覆盖区域有部分重叠，用户分布在同一水平面上，用户的接入策略采用最近卫星接入方案，即用户加入星下点距离自己最近的卫星下等待被服务，卫星利用相控阵天线产生具有灵活方向和波束宽度的Nb个动态波束，通过跳波时分的方式为用户服务。
第s颗卫星下的用户数目记作Ks，第k(1≤k≤Ks)个用户的坐标记作uk,s∈R2。
步骤二、针对卫星s，根据其下用户的地理位置，以最大化用户平均信息速率为优化目标RM，利用P中心算法和最小圆覆盖算法将用户分成M小组并优化各小组中心点和半径，得到卫星s的用户分组结果Gs。
首先，初始随机选择M个用户坐标作为各组的中心点，每个用户分别计算各自与每个组中心点的距离，选择最近的小组加入；
用户的分组数目M取值服从1≤M≤Ks。
然后，利用P中心算法和最小圆覆盖算法不断更新各个组中心、组半径及其用户集合，直至收敛，计算当前优化目标RM；
优化目标RM计算如下：
Figure BDA0003658645660000061
Figure BDA0003658645660000062
为卫星s下第m个小组在一个跳波束周期内用户平均信息速率；
初始设置优化目标值为R0＝0；
接着，判断是否RM≥RM-1，如果是保存当前M取值、分组结果Gs以及各小组的组中心和组半径，进入下一次迭代；否则输出上一次保存的M取值、分组结果Gs以及各小组的组中心和组半径。
分组结果Gs＝{g1,s,g2,s,…,gm,s,…,gM,s}；gm,s表示第m个小组下的用户集合。
卫星s第m个小组的中心坐标为ωm,s，小组半径为rm,s；1≤m≤M。
步骤三、依据用户分组结果Gs以及用户实时流量请求定义各小组的权重，按权重大小对各用小组进行当前时隙t内工作波束的分配，得到Nb个用户小组的集合
Figure BDA0003658645660000063
若当前时隙t大于仿真时刻Tsimulate，结束。否则，引入请求等待时延，依据用户分组结果Gs以及用户实时流量请求定义小组m的权重
Figure BDA0003658645660000064
按权重大小进行时隙t下的工作波束分配，得到Nb个用户小组的集合/>
Figure BDA0003658645660000065
如果覆盖区域有重叠的多个用户小组在一个时隙内同时被工作波束服务，会产生同频干扰，定义一个间隔半径rkeep作为用户小组之间的最小地理隔离距离，当两个用户小组的中心点的间距小于rkeep时，就认为这两个用户小组存在同频干扰，反之则认为干扰忽略不计。
定义卫星s下的干扰集合
Figure BDA0003658645660000066
Ik∈As为一个用户小组集合，Ik中任意两个用户小组x,y之间存在干扰，时隙分配时，任意一个时隙内，所有的Ik中最多只能有一个用户小组分配到工作波束以避免同频干扰，该约束作为同频干扰约束。
用户在每个时隙的起始时刻向其所属卫星s发送流量请求，流量请求的生存时间为Tttl个时隙长度，未被传输的请求会暂存在卫星缓存中，若一个请求不能在Tttl个时隙内被满足，则请求失败，且该流量请求会被丢弃。
计算当前时隙t第m个小组gm,s的权重
Figure BDA0003658645660000071
计算公式为：
Figure BDA0003658645660000072
其中Tttl为用户向其所属卫星s发送流量请求，该请求的生存时间对应的时隙长度；
Figure BDA0003658645660000073
表示用户k在时隙l发出的请求流量在时隙t内未传输完毕，卫星s缓存的剩余的流量请求；a(a≥0)为一个常量参数，用来描述等待时延的重要程度，a越大，时延对权重的影响越大。
然后，分别计算各用户小组在当前时隙t下的权重值
Figure BDA0003658645660000074
并按降序排序；从用户分组Gs中选择未分配波束的权重最大的用户小组S1开始，如果当前用户小组S1和集合/>
Figure BDA0003658645660000075
中每个用户小组的距离都满足约束条件，则将当前用户小组S1加入集合/>
Figure BDA0003658645660000076
中；否则跳过该小组，继续选择下一个用户小组，直到选满Nb个为止，为Nb个用户小组各分配一个工作波束。
集合
Figure BDA0003658645660000077
中初始为空；初始将第一个未分配波束的权重最大的用户小组直接加入集合/>
Figure BDA0003658645660000078
中。
约束条件是指：当两个用户小组的中心点的间距小于设定的阈值时，在一个时隙内同时被工作波束服务，会产生同频干扰；将产生同频干扰的用户小组放入集合Ik中，任意一个时隙内，Ik中最多只能有一个小组分配到工作波束，该约束作为同频干扰约束。
满足约束条件即当前用户小组S1与集合
Figure BDA0003658645660000079
中的每个用户小组，两个用户小组中心点的间距大于设定的阈值，在一个时隙内被工作波束服务，不会产生同频干扰。
步骤四、根据用户信道条件以及实时流量请求，给集合
Figure BDA00036586456600000710
中各小组的工作波束分配功率，输出分配功率的集合/>
Figure BDA00036586456600000711
先根据用户实时流量，以天线在用户方向上的平均发射增益
Figure BDA00036586456600000712
作为小组m下用户信道条件的评判标准，优先满足用户信道条件好的小组的功率需求。
如果存在功率剩余，则进行组间资源调配将更多的用户临时加入
Figure BDA00036586456600000713
中的小组的用户集合中，进一步地利用剩余功率资源。
具体为：
首先，定义时隙t分配给卫星s下第m个小组的工作波束功率为
Figure BDA0003658645660000081
其取值集合为:
Figure BDA0003658645660000082
其中P0为最小步长，Pmin和Pmax分别为工作波束的最大功率和最小功率，且均是P0的整数倍，用来避免某个工作波束分配到大量功率而其他波束分配不到功率的情况发生。
然后，在时隙t内，计算卫星s下第m个小组流量请求
Figure BDA0003658645660000083
以及传输的数据量/>
Figure BDA0003658645660000084
流量请求
Figure BDA0003658645660000085
为组内所有用户的流量请求/>
Figure BDA0003658645660000086
的总和；/>
Figure BDA0003658645660000087
为组内用户传输的数据量/>
Figure BDA0003658645660000088
的总和；
实际传输的数据量不能超过请求的数据量，即
Figure BDA0003658645660000089
当
Figure BDA00036586456600000810
时，/>
Figure BDA00036586456600000811
能满足第m个小组所有用户在时隙t的功率需求。
在上述约束条件下，初始给集合
Figure BDA00036586456600000812
中各用户小组分配最低功率Pmin，其他小组分配功率0；
然后，从集合
Figure BDA00036586456600000813
内选择功率需求未满足的各用户小组，按平均发射增益/>
Figure BDA00036586456600000814
从大到小排列，逐一给各用户小组分配满足其需求的最低功率或工作波束的最大功率Pmax；直到卫星的总功率Ptotal被分配完或者集合/>
Figure BDA00036586456600000815
内所有小组需求均被满足，结束功率分配并输出功率分配集合/>
Figure BDA00036586456600000816
针对各用户小组，当分配给其工作波束最大功率Pmax，也仍不能满足其需求，将其工作波束功率取最大值Pmax，存入集合
Figure BDA00036586456600000817
步骤五、判断集合
Figure BDA00036586456600000818
中所有用户小组分配的工作波束功率之和，是否占用了卫星全部的总功率Ptotal，即是否满足：/>
Figure BDA00036586456600000819
如果是，结束资源调配过程并输出功率分配集合/>
Figure BDA00036586456600000820
否则，系统存在剩余的工作波束功率资源，通过组间调配给更多其他的用户小组服务；实现多波束低轨卫星用户分组与资源分配。
具体为：
首先，计算未分配功率的用户小组中所有用户的集合
Figure BDA00036586456600000821
Figure BDA00036586456600000822
为集合/>
Figure BDA00036586456600000823
内所有分配到工作波束功率的用户小组包含的所有用户的集合，Us是通信场景中所有用户的集合；
Figure BDA0003658645660000091
是所有未分配功率的用户小组中的所有用户，包括两部分：在分配到工作波束的用户小组的覆盖区域内，但是没有被分配到工作波束功率的用户集合/>
Figure BDA0003658645660000092
以及不在分配到工作波束的用户小组的覆盖区域内，也没有被分配到工作波束功率的用户集合/>
Figure BDA0003658645660000093
其中，
Figure BDA0003658645660000094
即针对用户/>
Figure BDA0003658645660000095
满足||uk,s-wm,s||≤rm,s。
uk,s为卫星s下的第k个用户的坐标；wm,s为卫星s第m个小组的中心坐标，rm,s为卫星s第m个小组的半径；
然后，针对集合
Figure BDA0003658645660000096
逐个选择其各用户，分别加入对应的小组，并给各小组分配对应工作波束功率。
具体为：
初始，分别从集合
Figure BDA0003658645660000097
和集合/>
Figure BDA0003658645660000098
中选出||uk,s-wm,s||最小的用户k0和小组m0，从/>
Figure BDA0003658645660000099
中移出用户k0，将其临时加入用户小组m0，并给小组m0分配满足其需求的最低功率或者Pmax；继续选择下一个满足上述条件的用户，直至集合/>
Figure BDA00036586456600000910
或者卫星的总功率Ptotal被分配完；
然后，当
Figure BDA00036586456600000911
为空集时，仍有剩余的工作波束功率资源，继续从集合/>
Figure BDA00036586456600000912
与集合/>
Figure BDA00036586456600000913
中分别选出||uk,s-wm,s||最小的用户k1和小组m1，并从集合/>
Figure BDA00036586456600000914
中移出用户k1，让k1加入小组m1后改变小组m1的中心坐标wm,s和小组半径rm,s；
进一步，判断该小组m1是否与其他小组的组中心间距大于预设的半径阈值，导致同频干扰，如果是，从集合
Figure BDA00036586456600000915
与/>
Figure BDA00036586456600000916
中重新寻找；否则将用户k1临时加入到小组m1中，并且更新组半径rm,s和组中心坐标wm,s；最后给小组m1分配满足其需求的最低功率或者Pmax。
继续从集合
Figure BDA00036586456600000917
中选择用户，不断重复上述过程直到集合/>
Figure BDA00036586456600000918
为/>
Figure BDA00036586456600000919
或者卫星的总功率Ptotal被分配完，结束组间资源调配过程并输出/>
Figure BDA00036586456600000920
组间资源调配过程会临时调整用户分组的分组结果，在下一个时隙起始时刻须还原初始的分组结果Gs。
本发明以用户的平均信息速率为优化目标，结合P中心算法和最小圆覆盖算法用于用户分组，并引入凸优化思想，在优化目标第一次下降时就输出分组数目和分组结果。同时，引入了请求的等待时延，定义了基于请求时延加权的小组权重，在同频干扰的限制下根据权重来分配时隙。接着，以天线在用户方向上的平均发射增益
Figure BDA00036586456600000921
作为小组m下用户信道条件的评判标准，设定功率取值范围，功率离散取值，在取值范围内给分配到时隙的各小组分配满足其需求的最小功率，并在功率有剩余时，提出了一套组间资源调配算法给更多的用户服务。
实施例：
步骤一：根据用户的地理位置，以最大化用户平均信息速率为优化目标RM，利用凸优化思想将用户分成M小组并优化各小组中心点和半径，得到卫星s的分组结果Gs＝{g1,s,g2,s,…,gM,s}；
分组示意图如图2所示。
优化目标RM通过以下过程来计算得到：
用户k到其所属小组m组中心ωm,s的距离为rk,m,s，天线到用户方向与天线主轴之间的偏轴角为θk,m,s。
Figure BDA0003658645660000101
Figure BDA0003658645660000102
跳波波束为圆形波束，其辐射模式简化为：
Figure BDA0003658645660000103
Gtk,s为天线在用户k方向上的发射天线增益，θk,m,s是用户k到波束主轴的偏轴角，J1(·)和J3(·)分别代表第一类和第三类贝塞尔函数。
Figure BDA0003658645660000104
是波束峰值增益，u(θ)为θ的函数，二者定义如下：
Figure BDA0003658645660000105
Figure BDA0003658645660000106
其中η是相控阵天线效率，取η＝0.65、N＝65。
Figure BDA0003658645660000107
代表服务小组m的工作波束的3dB增益角。
由弗里斯传输公式可得用户k的接收功率Prk,s：
Figure BDA0003658645660000108
其中α为功率衰减，Gtk,s和Gr分别为发射机和接收机天线增益，λ为波长，h为卫星高度，Pt为天线的发射功率，用户分组阶段后续功率分配结果未知，此处功率平均分配，即
Figure BDA0003658645660000109
Ptotal是卫星的可提供的总功率。
由香农公式可得卫星s下用户k可实现的最大信息速率ck,s：
Figure BDA0003658645660000111
其中B为可用带宽，N0为噪声功率谱密度。
小组m内的用户数目为Nm,s，该小组的用户信息速率的算术平均值Cm,s，则
Figure BDA0003658645660000112
DVB-S2X附录E中推荐的跳波束周期包含128或256个时隙。小组m在一个跳波束周期内用户平均信息速率定义为
Figure BDA0003658645660000113
Figure BDA0003658645660000114
nm,s为小组m在一个跳波束周期内分配到工作波束的时隙数目，用户分组阶段后续时隙分配结果未知，此处令
Figure BDA0003658645660000115
tslot为时隙长度，Ts为一个跳波束周期的长度。最后优化目标RM：
Figure BDA0003658645660000116
快速动态波束用户分组的流程，如图3所示：
1.初始化，分组数目M＝1，优化目标R0＝0，设定最大最小组半径rmin和rmax。
2.当1≤M≤Ks时，随机选M个用户坐标作为小组的初始中心点{ω1,s,…,ωM,s}，各小组的用户集合置空，即
Figure BDA0003658645660000117
然后根据用户k加入使得||uk,s-ωm,s||最小的小组m这一准则，将所有用户都加入相应小组的用户集合之中。
3.通过平面几何中的P中心算法更新各小组的用户集合直至收敛，P中心问题为给定一个平面内Nd个点的集合
Figure BDA0003658645660000118
寻找P个中心c1,c2,…cP使得：
Figure BDA0003658645660000119
在P中心算法的迭代过程中，当某小组m的用户集合gm,s发生改变时，该小组通过最小圆覆盖算法得到能够覆盖组内所有用户的最小覆盖圆，将该圆的圆心和半径分别作为组中心ωm,s和组半径rm,s。
4.遍历所有小组的组半径rm,s，若rm,s>rmax,则使得RM＝0并返回第2步，若存在半径rm,s<rmin,则rm,s＝rmi。
5.计算RM，若RM≥RM-1，保存当前分组结果Gs并返回第2步。若RM<RM-1则输出最近保存的分组结果Gs。
步骤二：若当前时隙t大于仿真时刻Tsimulate，结束。否则，引入请求等待时延，依据用户分组结果Gs以及用户实时流量请求定义小组m的权重
Figure BDA0003658645660000121
按权重大小进行时隙t下的时隙分配，得到分配到工作波束的Nb个小组的集合/>
Figure BDA0003658645660000122
如图4所示，如果覆盖区域有重叠的多个小组在一个时隙内同时被工作波束服务，会产生同频干扰。定义间隔半径rkeep作为小组之间的最小地理隔离距离，定义卫星s下的的干扰集合
Figure BDA0003658645660000123
Figure BDA0003658645660000124
Ik∈As为一个小组集合，Ik中任意两个小组x,y之间存在干扰，小组x,y的卫星编号分别为sx,sy，小组编号分别为mx,my，即:
Figure BDA0003658645660000125
Figure BDA0003658645660000126
其中dx,y为小组x,y组中心之间的距离。As和Ik还有以下特性：
1)
Figure BDA0003658645660000127
2)
Figure BDA0003658645660000128
使dx,y≥rkeep。
3)
Figure BDA0003658645660000129
使/>
Figure BDA00036586456600001210
时隙分配时，任意一个时隙内，所有的Ik中最多只能有一个小组分配到工作波束以避免同频干扰，该约束作为同频干扰约束。
用户在每个时隙的起始时刻向其所属卫星s发送流量请求，用户k在第t个时隙产生的流量请求记做
Figure BDA00036586456600001211
流量请求的生存时间为Tttl个时隙长度，未被传输的请求会暂存在卫星缓存中，若一个请求不能在Tttl个时隙内被满足，则请求失败，且该流量请求会被丢弃，，用户k在第t个时隙的总流量请求/>
Figure BDA00036586456600001212
为：
Figure BDA00036586456600001213
其中
Figure BDA00036586456600001214
为用户k在时隙t内传输的数据量；/>
Figure BDA00036586456600001215
为时隙t内ck,s的值。小组m内的用户以总流量请求大小作为优先级，通过统计时分复用共享波束，/>
Figure BDA00036586456600001216
为用户k在时隙t内传输的时长，满足/>
Figure BDA0003658645660000131
为了缓解有些请求时延过大被丢弃的问题，引入请求等待时延，定义权重
Figure BDA0003658645660000132
作为小组m分配到时隙t的优先级，选出满足Nb个服务小组，即：
Figure BDA0003658645660000133
其中
Figure BDA0003658645660000134
为表示时隙t卫星s缓存内用户k于时隙l产生的流量请求大小；a(a≥0)为一个常量参数，用来描述等待时延的重要程度，a越大，时延对权重的影响越大。
卫星s在时隙t内时隙分配的流程，如图5所示：
1.初始化，时隙分配结果
Figure BDA0003658645660000135
根据式(14)计算各小组的权重值/>
Figure BDA0003658645660000136
2.按权重值降序对Gs排序得到G′s＝{g′1,s,…,g′M,s}。
3.令m＝1，用于遍历G′s，令count＝0，用于计数已分配到工作波束的小组数目。
4.若count≥Nb，输出时隙分配结果
Figure BDA0003658645660000137
当count<Nb时，进入迭代，每次迭代后m加1。迭代过程中选择用户集合为g′m,s的小组m′，若给m′分配波束后，满足同频干扰约束，则将小组m′加入集合/>
Figure BDA0003658645660000138
并且count计数加1。
步骤三：根据用户信道条件以及实时流量请求，给时隙分配结果
Figure BDA0003658645660000139
中各小组分配功率，输出分配给各小组功率的集合/>
Figure BDA00036586456600001310
功率分配由两部分组成，如图6所示，先根据用户实时流量，以天线在用户方向上的平均发射增益
Figure BDA00036586456600001311
作为小组m下用户信道条件的评判标准，优先满足用户信道条件好的小组的功率需求。/>
Figure BDA00036586456600001312
表示为：
Figure BDA00036586456600001313
如果存在功率剩余，则进行组件资源调配将更多的用户临时加入
Figure BDA00036586456600001314
中的小组的用户集合中，进一步地利用剩余功率资源。
定义时隙t用户分配给分配小组m的功率为
Figure BDA00036586456600001315
其取值集合为:
Figure BDA00036586456600001316
其中P0为最小步长，Pmin和Pmax分别为波束最大和最小功率，且均是P0的整数倍，用来避免某个工作波束分配到大量功率而其他波束分配不到功率的情况发生。
将
Figure BDA0003658645660000141
带入式(6)结合式(7)可得小组m下用户k在时隙t的信息速率/>
Figure BDA0003658645660000142
进一步可得到/>
Figure BDA0003658645660000143
小组m在时隙t内的流量请求/>
Figure BDA0003658645660000144
和传输的数据量/>
Figure BDA0003658645660000145
分别定义为：
Figure BDA0003658645660000146
Figure BDA0003658645660000147
实际传输的数据量不能超过请求的数据量，即
Figure BDA0003658645660000148
当
Figure BDA0003658645660000149
时，/>
Figure BDA00036586456600001410
能满足小组m在时隙t的需求。
第一部分功率分配的流程，如图7所示：
1.按照式(18)初始化功率分配结果
Figure BDA00036586456600001411
Figure BDA00036586456600001412
2.计算
Figure BDA00036586456600001413
中各小组的/>
Figure BDA00036586456600001414
并按照/>
Figure BDA00036586456600001415
降序重排/>
Figure BDA00036586456600001416
得/>
Figure BDA00036586456600001417
3.设定i＝1,Pcount＝0，当i>Nb时，直接输出当前结果
Figure BDA00036586456600001418
否则进入迭代功率分配阶段，每次迭代后i加1,Pcount加上/>
Figure BDA00036586456600001419
迭代分配时，设定上下边界Pup＝Pmax，Plow＝Pmin，通过二分查找求解能够满足/>
Figure BDA00036586456600001420
的最小的/>
Figure BDA00036586456600001421
其中若取值上限Pmax也不能满足，则
Figure BDA00036586456600001422
最终会取Pmax。若分配给各小组的功率不小于总功率，令/>
Figure BDA00036586456600001423
并且终止迭代输出结果/>
Figure BDA00036586456600001424
若
Figure BDA00036586456600001425
则系统存在剩余的功率资源，可通过组间调配过程给更多的用户服务。
设
Figure BDA00036586456600001426
为/>
Figure BDA00036586456600001427
内小组所有用户的集合，/>
Figure BDA00036586456600001428
为/>
Figure BDA00036586456600001429
中位于
Figure BDA00036586456600001430
内小组覆盖区域下的用户集合；即/>
Figure BDA00036586456600001431
满足||uk,s-wm,s||≤rm,s。剩余用户的集合/>
Figure BDA00036586456600001432
系统优先将位于/>
Figure BDA00036586456600001433
中的用户临时加入/>
Figure BDA0003658645660000151
中覆盖该用户且距离其最近的小组；若/>
Figure BDA0003658645660000152
为空集，则将位于/>
Figure BDA0003658645660000153
的用户临时加入/>
Figure BDA0003658645660000154
中距离其最近的小组。这二种方式会临时调整用户分组的分组结果，调整时须判定是否满足同频干扰等约束，并且在下一个时隙起始时刻还原初始的分组结果。
组件资源调配的流程，如图8所示：
1.初始化，计算
Figure BDA0003658645660000155
以及/>
Figure BDA0003658645660000156
2.当
Figure BDA0003658645660000157
和/>
Figure BDA0003658645660000158
均为空集时，结束并输出/>
Figure BDA0003658645660000159
否则进入循环。/>
若
Figure BDA00036586456600001510
从/>
Figure BDA00036586456600001511
与/>
Figure BDA00036586456600001512
中寻找用户k和小组m使得rk,m,s最小，并从
Figure BDA00036586456600001513
中移出k，将其临时加入gm,s。
若
Figure BDA00036586456600001514
从/>
Figure BDA00036586456600001515
与/>
Figure BDA00036586456600001516
中寻找用户k和小组m使得rk,m,s最小，
Figure BDA00036586456600001517
中移出用户k，如果让k加入gm,s将导致同频干扰，就从/>
Figure BDA00036586456600001518
与/>
Figure BDA00036586456600001519
中重新寻找；否则将用户k临时加入到gm,s中，并且更新组半径rm,s和组中心wm,s。
3.若当前
Figure BDA00036586456600001520
或/>
Figure BDA00036586456600001521
就返回到第2步，否则/>
Figure BDA00036586456600001522
判断当前资源是否存在剩余，若存在，返回到第3步开头，否则结束并输出/>
Figure BDA00036586456600001523
/>

Claims (7)

1.一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，具体步骤如下：首先，搭建包括多颗低轨卫星和地面K个用户的通信场景；
针对卫星s，根据其下用户的地理位置，以最大化用户平均信息速率为优化目标RM，利用P中心算法和最小圆覆盖算法将用户分成M小组并优化各小组中心点和半径，得到卫星s的用户分组结果Gs；
然后，依据用户分组结果Gs以及用户实时流量请求定义各小组的权重，按权重大小对各用小组进行当前时隙t内工作波束的分配，得到Nb个用户小组的集合
Figure FDA0003658645650000011
并根据用户信道条件以及实时流量请求，给集合/>
Figure FDA0003658645650000012
中各用户小组的工作波束分配功率，输出分配功率的集合/>
Figure FDA0003658645650000013
最后，判断集合
Figure FDA0003658645650000014
中所有用户小组分配的工作波束功率之和，是否占用了卫星全部的总功率Ptotal；如果是，结束资源调配过程并输出功率分配集合/>
Figure FDA0003658645650000015
否则，系统存在剩余的工作波束功率资源，通过组间调配给更多其他的用户小组服务；实现多波束低轨卫星用户分组与资源分配。
2.如权利要求1所述的一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，所述通信场景中，K个用户分布在同一水平面上，卫星利用相控阵天线产生Nb个动态波束，通过跳波时分的方式为用户服务。
3.如权利要求1所述的一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，所述以最大化用户平均信息速率为优化目标RM，计算卫星s的M个用户分组结果Gs的具体过程为：
首先，初始随机选择M个用户坐标作为各组的中心点，每个用户分别计算各自与每个组中心点的距离，选择最近的小组加入；
用户的分组数目M取值服从1≤M≤Ks；
然后，利用P中心算法和最小圆覆盖算法不断更新各个组中心、组半径及其用户集合，直至收敛，计算当前优化目标RM；
优化目标RM计算如下：
Figure FDA0003658645650000016
Figure FDA0003658645650000017
为卫星s下第m个小组在一个跳波束周期内用户平均信息速率；
接着，判断是否RM≥RM-1，如果是保存当前M取值、分组结果Gs以及各小组的组中心和组半径，进入下一次迭代；否则输出上一次保存的M取值、分组结果Gs以及各小组的组中心和组半径；
分组结果Gs＝{g1,s,g2,s,…,gm,s,…,gM,s]；gm,s表示第m个小组下的用户集合。
4.如权利要求1所述的一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，所述按权重对各用小组进行当前时隙t内工作波束的分配，得到Nb个用户小组的集合
Figure FDA0003658645650000018
具体过程为：
首先，计算当前时隙t第m个小组gm,s的权重
Figure FDA0003658645650000019
计算公式为：
Figure FDA0003658645650000021
其中Tttl为用户向其所属卫星s发送流量请求，该请求对应的时隙长度；
Figure FDA0003658645650000022
表示用户k在时隙l发出的请求流量在时隙t内未传输完毕，卫星s缓存剩余的流量请求；a(a≥0)为描述等待时延重要程度的常量参数；
然后，分别计算各用户小组在当前时隙t下的权重值
Figure FDA0003658645650000023
并按降序排序；
从用户分组Gs中选择未分配波束的权重最大的用户小组S1开始，如果当前用户小组S1和集合
Figure FDA0003658645650000024
中每个用户小组的距离都满足约束条件，则将当前用户小组S1加入集合
Figure FDA0003658645650000025
中；否则跳过该小组，继续选择下一个用户小组，直到选满Nb个为止，为Nb个用户小组各分配一个工作波束；
集合
Figure FDA0003658645650000026
中初始为空；初始将第一个未分配波束的权重最大的用户小组直接加入集合/>
Figure FDA0003658645650000027
中；
约束条件是指：当前用户小组S1与集合
Figure FDA0003658645650000028
中的每个用户小组，两个用户小组中心点的间距大于设定的阈值，在一个时隙内被工作波束服务，不会产生同频干扰。
5.如权利要求1所述的一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，所述给集合
Figure FDA0003658645650000029
中各用户小组的工作波束分配功率，输出分配功率的集合/>
Figure FDA00036586456500000210
具体过程为：
初始给集合
Figure FDA00036586456500000211
中各用户小组分配最低功率Pmin，其他小组分配功率0；
然后，从集合
Figure FDA00036586456500000212
内选择功率需求未满足的各用户小组，按平均发射增益/>
Figure FDA00036586456500000213
从大到小排列，逐一给各用户小组分配满足其需求的最低功率或工作波束的最大功率Pmax；直到卫星的总功率Ptotal被分配完或者集合/>
Figure FDA00036586456500000214
内所有小组需求均被满足，结束功率分配并输出功率分配集合/>
Figure FDA00036586456500000215
针对各用户小组，当分配给其工作波束最大功率Pmax，也仍不能满足其需求，将其工作波束功率取最大值Pmax，存入集合
Figure FDA00036586456500000216
6.如权利要求1所述一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，所述对系统剩余的工作波束功率资源，通过组间调配给更多其他的用户小组服务，具体为：
首先，计算未分配功率的用户小组中所有用户的集合
Figure FDA00036586456500000217
Figure FDA00036586456500000218
为集合/>
Figure FDA00036586456500000219
内所有分配到工作波束功率的用户小组包含的所有用户的集合，Us是通信场景中所有用户的集合；
集合
Figure FDA00036586456500000220
包括两部分：在分配到工作波束的用户小组的覆盖区域内，但是没有被分配到工作波束功率的用户集合/>
Figure FDA00036586456500000221
以及不在分配到工作波束的用户小组的覆盖区域内，也没有被分配到工作波束功率的用户集合/>
Figure FDA0003658645650000031
其中，
Figure FDA0003658645650000032
即针对用户/>
Figure FDA0003658645650000033
满足||uk,s-wm,s||≤rm,s；uk,s为卫星s下的第k个用户的坐标；wm,s为卫星s第m个小组的中心坐标，rm,s为卫星s第m个小组的半径；
然后，针对集合
Figure FDA0003658645650000034
逐个选择其各用户，分别加入对应的小组，并给各小组分配对应工作波束功率；
具体为：
初始，分别从集合
Figure FDA0003658645650000035
和集合/>
Figure FDA0003658645650000036
中选出||uk,s-wm,s||最小的用户k0和小组m0，从
Figure FDA0003658645650000037
中移出用户k0，将其临时加入用户小组m0，并给小组m0分配满足其需求的最低功率或者Pmax；继续选择下一个满足上述条件的用户，直至集合/>
Figure FDA0003658645650000038
或者卫星的总功率Ptotal被分配完；
然后，当
Figure FDA0003658645650000039
为空集时，仍有剩余的工作波束功率资源，继续从集合/>
Figure FDA00036586456500000310
与集合
Figure FDA00036586456500000311
中分别选出||uk,s-wm,s||最小的用户k1和小组m1，并从集合/>
Figure FDA00036586456500000312
中移出用户k1，让k1加入小组m1后改变小组m1的中心坐标wm,s和小组半径rm,s；
进一步，判断该小组m1是否与其他小组的组中心间距大于预设的半径阈值，导致同频干扰，如果是，从集合
Figure FDA00036586456500000313
与/>
Figure FDA00036586456500000314
中重新寻找；否则将用户k1临时加入到小组m1中，并且更新组半径rm,s和组中心坐标wm,s；最后给小组m1分配满足其需求的最低功率或者Pmax；
继续从集合
Figure FDA00036586456500000315
中选择用户，不断重复上述过程直到集合/>
Figure FDA00036586456500000316
为/>
Figure FDA00036586456500000317
或者卫星的总功率Ptotal被分配完，结束组间资源调配过程并输出/>
Figure FDA00036586456500000318
7.如权利要求6所述一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法，其特征在于，所述对组间资源调配过程会临时调整用户分组的分组结果，在下一个时隙起始时刻须还原初始的分组结果Gs。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115333610B (zh) * 2022-08-26 2023-07-18 北京理工大学 一种多星的动态资源分配方法
CN117979449A (zh) * 2024-03-28 2024-05-03 长光卫星技术股份有限公司 一种基于时间分片的动态低轨多星跳波束资源分配方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107425892A (zh) * 2017-06-22 2017-12-01 清华大学 基于多波束组播的空地协同通信方法和装置
CN114389678A (zh) * 2022-01-12 2022-04-22 北京邮电大学 一种基于决策性能评估的多波束卫星资源分配方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010054395A2 (en) * 2008-11-10 2010-05-14 Viasat, Inc. Dynamic frequency assignment in a multi-beam system
US8675545B2 (en) * 2009-08-24 2014-03-18 Electronics & Telecommunications Research Institute Method and apparatus for allocating traffic resources in multi-beam satellite communication system
US10601502B2 (en) * 2018-02-05 2020-03-24 Hughes Network Systems, Llc Systems and methods for flexible assignment of beams to gateways in a high throughput digital payload satellite network

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107425892A (zh) * 2017-06-22 2017-12-01 清华大学 基于多波束组播的空地协同通信方法和装置
CN114389678A (zh) * 2022-01-12 2022-04-22 北京邮电大学 一种基于决策性能评估的多波束卫星资源分配方法

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