CN115189758B - 一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法，该系统设置有常规体制、应急体制和特殊应用体制；多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道汇聚到统一的核心网；网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配；用户终端采用一卡多模用户终端管理策略，在不同的体制下使用唯一的用户终端标识。本发明实现了卫星移动通信常规、应急和特殊应用等多种体制共存，提升了系统的综合通信保障能力。

Description

一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法

技术领域

本发明涉及卫星移动通信技术领域，特别是一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法。

背景技术

全球在轨运营的卫星移动通信系统主要包括两类：GEO（高轨道）卫星移动通信系统和LEO（低轨道）星座移动通信系统。典型的GEO卫星移动通信系统主要有提供区域覆盖的瑟拉亚（Thuraya）卫星通信系统、亚洲蜂窝（ACeS）卫星系统、TerreStar 卫星通信系统、SkyTerra 卫星移动通信系统以及提供全球覆盖的国际海事卫星（Inmarsat）移动通信系统和移动用户目标（MUOS）卫星通信系统等。典型的LEO卫星通信系统主要有铱星二代系统（Iridium Next）、全球星系统（GlobalStar）和星链通信系统（StarLink）等。上述ACeS卫星系统、Thuraya卫星通信系统、TerreStar卫星通信系统、Skyterra卫星移动通信系统、Inmarsat卫星移动通信系统和Iridium Next系统等多采用FDMA/TDMA多址方式，MUOS卫星通信系统采用WCDMA多址方式，GlobalStar系统采用CDMA多址方式。

目前，卫星移动通信系统基本都采用单一的技术体制，国内外关于卫星移动通信系统中多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统架构方面的研究成果还比较少。例如，专利CN 113179120 B公开了一种天地一体化电信级卫星移动通信系统体系架构和实现方法，该方法支持使用多颗卫星资源综合组网，支持多个信关站设备级互备，支持多种应用模式的持续更新；专利CN 113852407 A公开了一种基于5G LAN架构的卫星通信系统及终端切换方法，该方法通过将星载基站和星载PSA部署在卫星平台上，实现PC间通过5G低轨卫星网络构建局域网络；专利CN 111611071 B公开了一种星-云-边-端架构的卫星系统及其数据处理方法，该方法将卫星、固定站和移动站采用移动边缘计算技术部署为边缘计算平台，有利于提升整个系统计算资源的利用率；专利CN 111669213 A公开了一种卫星通信资源的动态管控系统体系架构和管控方法，该方法通过资源实时监视管理、面向任务匹配的网络规划与资源分配、需求更新的动态资源调配等手段，实现了卫星资源的可视、可控和动态高效分配。但是以上专利均未实现多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统架构，难以解决多种应用模式的综合运用问题。

综上所述，现有卫星移动通信系统基本都采用多星、多波束覆盖方式实现区域覆盖或全球覆盖，单一系统大多采用FDMA/TDMA、CDMA、WCDMA等某一种多址方式，采用单一的技术体制实现话音、短信、数据等业务，上述单一卫星移动通信系统难以满足拥挤竞争电磁环境下不同场景的应用需求，存在同频干扰、卫星峰值功率较高的问题，而针对常规、应急、特殊应用等多种应用需求进行一体化设计的相关技术鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统架构，解决单一卫星移动通信系统多种应用模式综合运用问题，实现卫星移动通信常规、应急和特殊应用等多种体制共存，提升卫星移动通信系统的综合通信保障能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统，包括通信卫星、用户终端和关口站，该系统设置包括常规体制、应急体制、特殊应用体制的多体制，多体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作；多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道统一汇聚到网络侧的核心网；

所述网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配；

所述用户终端采用一卡多模用户终端管理策略，用户终端在不同的体制下使用唯一的用户终端标识。

一种多体制融合的多波束卫星移动通信方法，包括：

构建常规体制、应急体制、特殊应用体制，三个体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作的步骤；

多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道统一汇聚到网络侧核心网的步骤；

网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配的步骤；

建立一卡多模用户终端管理策略，用户终端在不同的体制下使用唯一的用户终端标识的步骤。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1）应用系统关口站支持常规、应急、特殊应用等多种体制波形，用户终端可动态加载多种体制波形，解决了单一卫星移动通信系统多种体制波形并存应用问题，满足了拥挤竞争电磁环境下不同场景的应用需求；（2）从系统资源规划、任务资源分配和用户资源调度等层面分级统筹调配系统多维度资源，实现了对系统多种体制资源的一体化按需动态调配；（3）提出一卡多模用户管理策略，处于常规模式、应急模式和特殊应用模式的用户使用唯一的用户标识，便于用户使用和管理。

附图说明

图1是多体制融合应用系统架构示意图。

图2是系统多维度资源一体化调配层级示意图。

图3是一卡多模示意图。

具体实施方式

本发明公开的多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统架构，应用系统关口站支持常规、应急、特殊应用等多种体制波形，用户终端可动态加载多种体制波形，以满足拥挤竞争电磁环境下不同场景的应用需求；针对不同体制波形，应用系统进行一体化的资源分配调度，规避同频干扰、降低卫星峰值功率；提出一卡多模用户管理策略，多体制应用模式“一张网”，满足用户的便捷应用需求。下面具体介绍本发明多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法。

本发明提供一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统，包括通信卫星、用户终端和关口站，该系统设置包括常规体制、应急体制、特殊应用体制的多体制，多体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作；多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道统一汇聚到网络侧的核心网；

所述网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配；

所述用户终端采用一卡多模用户终端管理策略，用户终端在不同的体制下使用唯一的用户终端标识。

作为一种具体示例，所述多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统中，常规体制、应急体制、特殊应用体制，具体如下：

常规体制应用于电磁环境良好的情况，支持电话、短信、集群、数据、传真这些常规业务；

应急体制应用于地面通信不可达或地面通信设施毁坏这些极端情况，实现应急救生信息的传输；

特殊应用体制应用于电磁环境恶劣的情况，实现业务信息的有效传输。

作为一种具体示例，所述多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统中，关口站建立细粒度用户终端资源调度机制，该机制对信道资源和无线资源进行统筹调度，不同的场景下使用不同的调度策略：

对于信道资源，在归属接入节点即卫星或信关站的信道单元不可用时，对其他节点的可用信道单元进行调度；

对于无线资源，当其他节点无线资源也不可用时，对低优先级已用信道资源进行强拆，释放无线资源给高优先级新业务请求。

作为一种具体示例，所述多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统中，对信道单元的调度策略产生影响的因素，包括以下5个影响因子：

①可用信道单元数；

②节点注册用户终端数；

③信道单元接通成功率，根据历史记录计算得到；

④信道单元本地热度，根据历史记录计算得到；

⑤当前时刻距离预留时刻之间的时间间隔；

根据对信道单元调度策略影响因子的分析结果，建立各个影响因子的加权公式，以公式为依据对信道单元资源进行调度，分两种情况：

当存在没有资源预留任务的接入节点时，优先选择此类没有资源预留任务的接入节点；针对没有资源预留的节点，采用信道单元调度算法基础评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q)

其中，S(i)为节点i的调度值，调度值是系统进行信道资源调度的唯一依据，调度值越大，说明该节点信道单元被调度的概率越大；A为节点i的可用信道单元数，A值越大，被调度的概率越大；R为节点注册用户终端数，R值越大，说明该节点的注册用户终端越多，本地潜在业务越多，该节点被调用的概率越小；P为信道单元接通成功率，根据历史记录计算而来，P值越大，说明该节点提供的服务质量越高，该节点被调用的概率越大；Q为信道单元本地热度，根据历史记录计算而来，Q值越大，说明该节点为本地用户终端提供服务的可能性越大，该节点被调用的概率越小；u ₁、u ₂分别为信道单元接通成功率P、信道单元本地热度Q的权重系数；

当所有接入节点均有资源预留任务时，针对有资源预留的节点，采用信道单元调度算法综合评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q+ u ₃·min{T ₁,T ₂,…,T _k ,…,T _n })

其中，n为节点i的资源预留任务数；T _k 为当前时刻与第k个预留任务开始时刻之间的时间间隔。

作为一种具体示例，所述多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统中，用户终端采用一卡多模用户终端管理策略，具体如下：

当用户终端处于常规体制、应急体制或特殊应用体制时，用户终端均使用唯一的用户终端标识；用户终端标识信息录入应用系统核心网归属用户终端服务器HSS，用户终端在常规体制入网注册时，系统对该用户终端进行鉴权认证。

本发明还提供一种多体制融合的多波束卫星移动通信方法，该方法包括：

构建常规体制、应急体制、特殊应用体制，三个体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作的步骤；

多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道统一汇聚到网络侧核心网的步骤；

网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配的步骤；

建立一卡多模用户终端管理策略，用户终端在不同的体制下使用唯一的用户终端标识的步骤。

作为一种具体示例，所述的多体制融合的多波束卫星移动通信方法中，常规体制、应急体制、特殊应用体制，具体如下：

常规体制应用于电磁环境良好的情况，支持电话、短信、集群、数据、传真这些常规业务；

应急体制应用于地面通信不可达或地面通信设施毁坏这些极端情况，实现应急救生信息的传输；

特殊应用体制应用于电磁环境恶劣的情况，实现业务信息的有效传输。

作为一种具体示例，所述的多体制融合的多波束卫星移动通信方法中，关口站建立细粒度用户终端资源调度机制，该机制对信道资源和无线资源进行统筹调度，不同的场景下使用不同的调度策略：

对于信道资源，在归属接入节点即卫星或信关站的信道单元不可用时，对其他节点的可用信道单元进行调度；

对于无线资源，当其他节点无线资源也不可用时，对低优先级已用信道资源进行强拆，释放无线资源给高优先级新业务请求。

作为一种具体示例，所述的多体制融合的多波束卫星移动通信方法中，对信道单元的调度策略产生影响的因素，包括以下5个影响因子：

①可用信道单元数；

②节点注册用户终端数；

③信道单元接通成功率，根据历史记录计算得到；

④信道单元本地热度，根据历史记录计算得到；

⑤当前时刻距离预留时刻之间的时间间隔；

根据对信道单元调度策略影响因子的分析结果，建立各个影响因子的加权公式，以公式为依据对信道单元资源进行调度，分两种情况：

当存在没有资源预留任务的接入节点时，优先选择此类没有资源预留任务的接入节点；针对没有资源预留的节点，采用信道单元调度算法基础评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q)

其中，S(i)为节点i的调度值，调度值是系统进行信道资源调度的唯一依据，调度值越大，说明该节点信道单元被调度的概率越大；A为节点i的可用信道单元数，A值越大，被调度的概率越大；R为节点注册用户终端数，R值越大，说明该节点的注册用户终端越多，本地潜在业务越多，该节点被调用的概率越小；P为信道单元接通成功率，根据历史记录计算而来，P值越大，说明该节点提供的服务质量越高，该节点被调用的概率越大；Q为信道单元本地热度，根据历史记录计算而来，Q值越大，说明该节点为本地用户终端提供服务的可能性越大，该节点被调用的概率越小；u ₁、u ₂分别为信道单元接通成功率P、信道单元本地热度Q的权重系数；

当所有接入节点均有资源预留任务时，针对有资源预留的节点，采用信道单元调度算法综合评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q+ u ₃·min{T ₁,T ₂,…,T _k ,…,T _n })

其中，n为节点i的资源预留任务数；T _k 为当前时刻与第k个预留任务开始时刻之间的时间间隔。

作为一种具体示例，所述的多体制融合的多波束卫星移动通信方法中，建立一卡多模用户终端管理策略，具体如下：

当用户终端处于常规体制、应急体制或特殊应用体制时，用户终端均使用唯一的用户终端标识；用户终端标识信息录入应用系统核心网归属用户终端服务器HSS，用户终端在常规体制入网注册时，系统对该用户终端进行鉴权认证。

本发明多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法，具备以下特点：

1、卫星移动通信应用系统关口站采用常规、应急、特殊应用等多种体制波形融合设计，用户终端可动态加载多种体制波形，满足用户不同场景下的应用需求。

2、卫星移动通信应用系统多体制波形共用天线射频，经中频切换矩阵与常规信道、应急信道和特殊应用信道等连接，通过不同信道处理后，信息汇聚到统一的核心网进行处理交换。

3、基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户资源调度等层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源等，实现对系统多种体制资源的一体化按需动态调配。

4、细粒度用户资源调度机制，对信道资源和无线资源进行统筹调度，对于信道资源，在归属接入节点的信道单元不可用时，通过对其他节点的可用信道单元进行调度。对于无线资源，当其他节点无线资源也不可用时，考虑对低优先级已用信道资源进行强拆，释放无线资源给高优先级新业务请求。

5、面向卫星移动通信系统多体制、多应用模式共存情况，提出一卡多模用户管理策略，处于常规模式、应急模式和特殊应用模式的用户使用唯一的用户标识。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

结合图1~图3，本发明多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法，多体制波形融合设计、一体化资源分配调度机制、一卡多模用户管理策略具体如下：

（1）多体制波形融合设计

卫星移动通信系统可使用的无线资源稀缺，全球范围内频率协调难度较大，而且面向的用户应用场景繁多，干扰样式多变，仅使用单一体制波形，难以适应拥挤竞争、复杂多变的电磁环境。对此，本发明提出多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统总体架构，设计了常规、应急、特殊应用等多种体制波形，多体制波形共用天线射频，经中频切换矩阵与常规信道、应急信道和特殊应用信道等连接，通过不同信道处理后，信息汇聚到统一的核心网进行处理交换，多体制融合应用系统架构如图1所示。系统多种体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作。

常规体制主要应用于电磁环境良好的情况，支持电话、短信、集群、数据、传真等常规业务；应急体制主要应用于地面通信不可达或地面通信设施毁坏等极端情况，实现应急救生信息的可靠传输；特殊应用体制主要应用于电磁环境比较恶劣的情况，实现业务信息的有效传输。系统综合考虑用户的业务需求和当前波束电磁频谱情况，选择适用波形。

（2）一体化资源分配调度机制

卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大和通用性强等优点，应用愈来愈广泛。随着世界各国通信系统的发展建设，电磁环境日趋恶化，使得通信中受到的干扰越来越复杂且难以甄别，单一的技术体制已经力所不及，另外卫星通信系统是典型的带宽受限和功率受限系统，在保证各类通信业务服务质量的同时，如何有效利用宝贵的通信资源，是卫星通信系统亟待解决的问题。

结合图2，本发明融合了常规、应急、特殊应用等多种技术体制，基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户资源调度等层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源等，实现了对系统多种体制资源的一体化按需动态调配，有效规避同频干扰，降低对卫星峰值功率需求，提升了系统通信质量和资源使用效率。

考虑到卫星移动通信系统多星多波束间负载不均衡时，会造成部分卫星/波束内的业务请求得不到满足，而其他卫星/波束内的资源闲置浪费。针对该问题，本发明设计了细粒度用户资源调度机制，该机制对信道资源和无线资源进行统筹调度，不同的场景下使用不同的调度策略。对于信道资源，在归属接入节点（卫星或信关站）的信道单元不可用时，通过对其他节点的可用信道单元进行调度。对于无线资源，当其他节点无线资源也不可用时，考虑对低优先级已用信道资源进行强拆，释放无线资源给高优先级新业务请求。

分析对信道单元的调度策略产生影响的因素，包括以下几个影响因子：

①可用信道单元数；

②节点注册用户终端数；

③信道单元接通成功率，根据历史记录计算得到；

④信道单元本地热度，根据历史记录计算得到；

⑤当前时刻距离预留时刻之间的时间间隔；

根据对信道单元调度策略影响因子的分析结果，建立各个影响因子的加权公式，以公式为依据对信道单元资源进行调度，分两种情况：

当存在没有资源预留任务的接入节点时，优先选择此类没有资源预留任务的接入节点；针对没有资源预留的节点，采用信道单元调度算法基础评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q)

其中，S(i)为节点i的调度值，调度值是系统进行信道资源调度的唯一依据，调度值越大，说明该节点信道单元被调度的概率越大；A为节点i的可用信道单元数，A值越大，被调度的概率越大；R为节点注册用户终端数，R值越大，说明该节点的注册用户终端越多，本地潜在业务越多，该节点被调用的概率越小；P为信道单元接通成功率，根据历史记录计算而来，P值越大，说明该节点提供的服务质量越高，该节点被调用的概率越大；Q为信道单元本地热度，根据历史记录计算而来，Q值越大，说明该节点为本地用户终端提供服务的可能性越大，该节点被调用的概率越小；u ₁、u ₂分别为信道单元接通成功率P、信道单元本地热度Q的权重系数；

当所有接入节点均有资源预留任务时，针对有资源预留的节点，采用信道单元调度算法综合评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q+ u ₃·min{T ₁,T ₂,…,T _k ,…,T _n })

其中，n为节点i的资源预留任务数；T _k 为当前时刻与第k个预留任务开始时刻之间的时间间隔。

（3）一卡多模用户管理策略

面向卫星移动通信系统多体制、多应用模式共存情况，为便于用户使用和管理，结合图3，本发明设计提出一卡多模用户管理策略，用户无论处于常规模式、应急模式还是特殊应用模式，用户使用唯一的用户标识。用户标识信息录入应用系统核心网归属用户服务器HSS，用户在常规模式入网注册时，系统对其进行鉴权认证。解决了不同体制、不同应用模式间的互操作问题。

本发明提出的多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统及方法，应用系统关口站支持常规、应急、特殊应用等多种体制波形，用户终端可动态加载多种体制波形，解决了单一卫星移动通信系统多种体制波形并存应用问题，实现了各波形同波束同步工作，满足了拥挤竞争电磁环境下不同场景的应用需求；从系统资源规划、任务资源分配和用户资源调度等层面分级统筹调配系统多维度资源，实现对系统多种体制资源的一体化按需动态调配，解决了多体制共存情况下多业务信道资源的动态灵活匹配问题，提升了系统资源使用效率；提出一卡多模用户管理策略，处于常规模式、应急模式和特殊应用模式的用户使用唯一的用户标识，解决了单系统不同体制、不同应用模式间的互操作问题，便于用户使用和管理；可广泛应用于高轨、低轨卫星移动通信系统。

Claims (6)

1.一种多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统，包括通信卫星、用户终端和关口站，其特征在于，该系统设置包括常规体制、应急体制、特殊应用体制的多体制，多体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作；多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道统一汇聚到网络侧的核心网；

所述网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配；

所述用户终端采用一卡多模用户终端管理策略，用户终端在不同的体制下使用唯一的用户终端标识；

关口站建立细粒度用户终端资源调度机制，该机制对信道资源和无线资源进行统筹调度，不同的场景下使用不同的调度策略：

对于信道资源，在归属接入节点即卫星或信关站的信道单元不可用时，对其他节点的可用信道单元进行调度；

对于无线资源，当其他节点无线资源也不可用时，对低优先级已用信道资源进行强拆，释放无线资源给高优先级新业务请求；

对信道单元的调度策略产生影响的因素，包括以下5个影响因子：

①可用信道单元数；

②节点注册用户终端数；

③信道单元接通成功率，根据历史记录计算得到；

④信道单元本地热度，根据历史记录计算得到；

⑤当前时刻距离预留时刻之间的时间间隔；

根据对信道单元调度策略影响因子的分析结果，建立各个影响因子的加权公式，以公式为依据对信道单元资源进行调度，分两种情况：

当存在没有资源预留任务的接入节点时，优先选择此类没有资源预留任务的接入节点；针对没有资源预留的节点，采用信道单元调度算法基础评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q)

其中，S(i)为节点i的调度值，调度值是系统进行信道资源调度的唯一依据，调度值越大，说明该节点信道单元被调度的概率越大；A为节点i的可用信道单元数，A值越大，被调度的概率越大；R为节点注册用户终端数，R值越大，说明该节点的注册用户终端越多，本地潜在业务越多，该节点被调用的概率越小；P为信道单元接通成功率，根据历史记录计算而来，P值越大，说明该节点提供的服务质量越高，该节点被调用的概率越大；Q为信道单元本地热度，根据历史记录计算而来，Q值越大，说明该节点为本地用户终端提供服务的可能性越大，该节点被调用的概率越小；u ₁、u ₂分别为信道单元接通成功率P、信道单元本地热度Q的权重系数；

当所有接入节点均有资源预留任务时，针对有资源预留的节点，采用信道单元调度算法综合评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q+ u ₃·min{T ₁,T ₂,…,T _k ,…,T _n })

其中，n为节点i的资源预留任务数；T _k 为当前时刻与第k个预留任务开始时刻之间的时间间隔。

2.根据权利要求1所述的多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统，其特征在于，常规体制、应急体制、特殊应用体制，具体如下：

常规体制应用于电磁环境良好的情况，支持电话、短信、集群、数据、传真这些常规业务；

应急体制应用于地面通信不可达或地面通信设施毁坏这些极端情况，实现应急救生信息的传输；

特殊应用体制应用于电磁环境恶劣的情况，实现业务信息的有效传输。

3.根据权利要求1所述的多体制融合的多波束卫星移动通信应用系统，其特征在于，用户终端采用一卡多模用户终端管理策略，具体如下：

当用户终端处于常规体制、应急体制或特殊应用体制时，用户终端均使用唯一的用户终端标识；用户终端标识信息录入应用系统核心网归属用户终端服务器HSS，用户终端在常规体制入网注册时，系统对该用户终端进行鉴权认证。

4.一种多体制融合的多波束卫星移动通信方法，其特征在于，该方法包括：

构建常规体制、应急体制、特殊应用体制，三个体制共用同一时钟源，实现各体制波形同步工作的步骤；

多体制波形共用天线射频，天线射频经中频切换矩阵分别与常规信道、应急信道和特殊应用信道连接，各信道统一汇聚到网络侧核心网的步骤；

网络侧基于系统多波束频率复用策略，从系统资源规划、任务资源分配和用户终端资源调度的层面分级统筹调配系统的波束资源、频率资源、时隙资源、功率资源、信道资源以及处理交换资源，对多体制资源进行一体化按需动态调配的步骤；

建立一卡多模用户终端管理策略，用户终端在不同的体制下使用唯一的用户终端标识的步骤；

关口站建立细粒度用户终端资源调度机制，该机制对信道资源和无线资源进行统筹调度，不同的场景下使用不同的调度策略：

对于信道资源，在归属接入节点即卫星或信关站的信道单元不可用时，对其他节点的可用信道单元进行调度；

对于无线资源，当其他节点无线资源也不可用时，对低优先级已用信道资源进行强拆，释放无线资源给高优先级新业务请求；

对信道单元的调度策略产生影响的因素，包括以下5个影响因子：

①可用信道单元数；

②节点注册用户终端数；

③信道单元接通成功率，根据历史记录计算得到；

④信道单元本地热度，根据历史记录计算得到；

⑤当前时刻距离预留时刻之间的时间间隔；

根据对信道单元调度策略影响因子的分析结果，建立各个影响因子的加权公式，以公式为依据对信道单元资源进行调度，分两种情况：

当存在没有资源预留任务的接入节点时，优先选择此类没有资源预留任务的接入节点；针对没有资源预留的节点，采用信道单元调度算法基础评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q)

其中，S(i)为节点i的调度值，调度值是系统进行信道资源调度的唯一依据，调度值越大，说明该节点信道单元被调度的概率越大；A为节点i的可用信道单元数，A值越大，被调度的概率越大；R为节点注册用户终端数，R值越大，说明该节点的注册用户终端越多，本地潜在业务越多，该节点被调用的概率越小；P为信道单元接通成功率，根据历史记录计算而来，P值越大，说明该节点提供的服务质量越高，该节点被调用的概率越大；Q为信道单元本地热度，根据历史记录计算而来，Q值越大，说明该节点为本地用户终端提供服务的可能性越大，该节点被调用的概率越小；u ₁、u ₂分别为信道单元接通成功率P、信道单元本地热度Q的权重系数；

当所有接入节点均有资源预留任务时，针对有资源预留的节点，采用信道单元调度算法综合评价公式：

S(i)=(A/R)·(u ₁·P－u ₂·Q+ u ₃·min{T ₁,T ₂,…,T _k ,…,T _n })

其中，n为节点i的资源预留任务数；T _k 为当前时刻与第k个预留任务开始时刻之间的时间间隔。

5.根据权利要求4所述的多体制融合的多波束卫星移动通信方法，其特征在于，常规体制、应急体制、特殊应用体制，具体如下：

常规体制应用于电磁环境良好的情况，支持电话、短信、集群、数据、传真这些常规业务；

应急体制应用于地面通信不可达或地面通信设施毁坏这些极端情况，实现应急救生信息的传输；

特殊应用体制应用于电磁环境恶劣的情况，实现业务信息的有效传输。

6.根据权利要求4所述的多体制融合的多波束卫星移动通信方法，其特征在于，建立一卡多模用户终端管理策略，具体如下：

当用户终端处于常规体制、应急体制或特殊应用体制时，用户终端均使用唯一的用户终端标识；用户终端标识信息录入应用系统核心网归属用户终端服务器HSS，用户终端在常规体制入网注册时，系统对该用户终端进行鉴权认证。

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