CN115333610B - 一种多星的动态资源分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多星的动态资源分配方法，包括如下步骤：步骤S1、构建基于多星多波束的通信系统模型；步骤S2、构建干扰图并进行时频资源格的预分配；步骤S3、各卫星从最后一个时隙开始，依次向前求解各时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量；步骤S4、从第一个时隙开始，构建当前时隙的干扰图并获取最优的时频资源格分配方案；步骤S5、求解第一凸问题，以得到当前时隙的最优功率分配方案；步骤S6、根据当前时隙的最优功率分配方案，更新下一时隙的可用总功率、更新当前卫星所有子波束的业务量需求。本发明能够实现多样化业务的高效传输以及热点区域的随需覆盖，且能够有效降低不同卫星的子波束间存在的同频干扰，从而提高通信系统的通信吞吐量。

Description

一种多星的动态资源分配方法
技术领域
本发明涉及一种多星的动态资源分配方法。
背景技术
多波束低轨卫星通信系统利用多波束天线技术在卫星覆盖范围内产生多个相互隔离的子波束，以向基础设施薄弱的地区提供宽带接入服务。系统运行时，低轨卫星与地球之间一直在做高速的相对运动，其覆盖区域的信道条件与地面业务量请求也会迅速发生变化。但现有的多星多波束低轨卫星通信系统中，不同卫星的子波束间由于频带重用而产生的同频干扰较大，而分配到每个子波束的功率与频带通常是固定不变的。这使得现有的资源配置方式无法适应迅速变化的信道条件与地面业务量请求，从而导致各个子波束基本处于“劳逸不均”的状态，造成通信资源的巨大浪费，再加上低轨卫星体积小、重量轻，其星上资源也受到严重限制，故很难实现多样化业务的高效传输以及热点区域的随需覆盖，也影响了卫星通信系统的通信吞吐量。
发明内容
本发明的目的是提出一种多星的动态资源分配方法，能够实现多样化业务的高效传输以及热点区域的随需覆盖，且能够有效降低不同卫星的子波束间存在的同频干扰，从而提高通信系统的通信吞吐量。
本发明通过以下技术方案实现：
一种多星的动态资源分配方法，包括如下步骤：
步骤S1、构建基于多星多波束的通信系统模型；
步骤S2、根据通信系统模型历史数据的统计获取信道衰减系数均值，利用信道衰减系数均值构建干扰图，并结合业务量需求和信道衰减系数均值进行时频资源格的预分配；
步骤S3、各卫星利用贝尔曼方程，根据时频资源格的预分配结果，从最后一个时隙开始，依次向前求解各时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量；
步骤S4、从第一个时隙开始，利用实时的信道衰减系数构建当前时隙的干扰图，并结合业务量需求和实时的信道衰减系数获取最优的时频资源格分配方案；
步骤S5、通过CVX求解器求解第一凸问题，以得到当前时隙的最优功率分配方案，第一凸问题与当前时隙实时的信道衰减系数、步骤S3所求的系统最大吞吐量、步骤S4所求的时频资源格分配方案有关；
步骤S6、根据步骤S5所得的当前时隙的最优功率分配方案，更新下一时隙的可用总功率、更新当前卫星所有子波束的业务量需求，并进入步骤S4进行下一时隙的最优功率分配，直至最后一个时隙分配完成。
进一步的，所述步骤S1中，所述通信系统模型通过公式表示，其中，Dsum代表系统总平均吞吐量，J代表卫星数目，M代表卫星子波束数目，K代表时隙数目，N代表子载波数目，Bc代表系统带宽，/>代表被卫星j的波束m服务的小区中的用户，在时隙k占用子载波n时的信干燥比，其通过公式表示，其中，N0代表噪声功率，/>代表时频资源格分配系数，若/>则代表时频资源格中的子载波n与时隙k被分配给卫星j的子波束m，若则代表未被分配，/>代表功率分配系数，表示卫星j的子波束m在占用子载波n与时隙k时被分配的功率，满足/>其中Pmax代表卫星总发射功率，/>代表在时隙k时卫星j发射波束m到其所服务的小区的信道衰减系数。
进一步的，所述步骤S2中，构建干扰图包括如下步骤：
步骤21、初始化干扰图E，定义在k时隙下，系若统中两子波束a与b可以被分配同一时频资源格，则E(a,b,k)＝0，否则，将二者相连，并且令E(a,b,k)＝1；
步骤S22、根据同一卫星发射的各子波束不会占用同一时频资源格的原则，将各卫星发射的子波束间彼此连接；
步骤S23、比较卫星j发射的子波束m的有用信号信道衰减系数均值与另一卫星j′对该波束的干扰信号信道衰减系数均值/>同时比较卫星j′发送的子波束m'的有用信号信道衰减系数/>与卫星j对该波束的干扰信号信道衰减系数均值/>若满足或者/>则E(m,m',k)＝1，否则，E(m,m',k)＝0，其中，/>为由通信系统模型的历史数据统计获取。
进一步的，所述步骤S2中，时频资源格的预分配包括如下步骤：
步骤S24、初始化时频资源格分配系数
步骤S25、对第p个时频资源格进行分配，p初始值为1；
步骤S26、根据公式确定当前业务量需求最大的子波束m*，令该子波束m*对应的时频资源格分配系数/>则该子波束m*的剩余业务量需求为
步骤S27、继续选择其他卫星中业务量需求最大的子波束m**进行时频资源格的分配，该子波束m**应保证满足约束条件E(m*,m**,k)＝0；
步骤S28、令p＝p+1，并进入步骤S25继续进行分配，直至全部时频资源格都分配完，得到最优的时频资源格分配方案
进一步的，所述步骤S3具体包括如下步骤：
步骤S31、令表示卫星j在时隙k可利用的总功率，/>表示卫星j在时隙k消耗的总功率，两者满足约束/>
步骤S32、将与/>离散化为L+1个状态，即/>
步骤S33、对于最后一个时隙K，利用CVX求解器求解第二凸问题同时将/>依次设置为/>且令/>表示本时隙的系统最大吞吐量；
步骤S34、对于第k个时隙，利用CVX求解器求解第三凸问题同时将/>依次设置为且令/>表示本时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量，其中，k的初始值为k＝K-1；
步骤S35、令k＝k-1，当k>0时，进入步骤S34，否则，结束本步骤；
其中，L为整数。
进一步的，所述步骤S4具体包括如下步骤：
步骤S41、构建当前第k时隙的干扰图E(m,m',k)：比较卫星j发射的子波束m的有用信号实时信道衰减系数与另一卫星j′对该波束的干扰信号实时信道衰减系数均值同时比较卫星j′发送的子波束m'的有用信号实时信道衰减系数/>与卫星j对该波束的干扰信号实时信道衰减系数均值/>若满足/>或者/>则E(m,m',k)＝1，否则，E(m,m',k)＝0，其中，k的初始值为1；
步骤S42、初始化第k时隙的时频资源格分配系数
步骤S43、对第p个时频资源格进行分配，p初始值为1；
步骤S44、根据公式确定当前业务量需求最大的子波束m*，令该子波束m*对应的时频资源格分配系数/>
步骤S45、继续选择其他卫星中业务量需求最大的子波束m**进行时频资源格的分配，该子波束m**应保证满足约束条件E(m*,m**,k)＝0；
步骤S46、令p＝p+1，并进入步骤S43继续进行分配，直至第k时隙的全部时频资源格都分配完，得到最优的时频资源格分配方案
进一步的，所述步骤S5具体包括如下步骤：
步骤S51、初始化卫星j在时隙k＝1可利用的总功率
步骤S52、通过CVX求解器求解第一凸问题得到当前第k时隙的最优功率分配方案/>
进一步的，所述步骤S6具体包括如下步骤：
步骤S61、更新第k+1时隙的可利用总功率
步骤S62、根据公式更新卫星j所有子波束的业务量需求，其中，/>表示卫星j的子波束m的业务量需求；
步骤S63、令k＝k+1，若k≤K，则进入步骤S4，否则，结束本步骤。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明先根据历史数据的统计获取信道衰减系数均值，利用该均值构建干扰图，并结合业务量需求和信道衰减系数均值进行时频资源格的预分配，然后根据预分配结果从最后一个时隙开始，依次向前求解各时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量，再在实际分配时，从第一个时隙开始，利用实时的信道衰减系数构建当前时隙的干扰图，并结合业务量需求和实时的信道衰减系数获取最优的时频资源格分配方案，通过求解与实时信道衰减系数、系统最大吞吐量和最优的时频资源格分配有关的第一凸问题，得到当前时隙的最优功率分配方案，如此即能够实现根据实时的信道条件与地面业务量请求，动态地对星上的时频资源和功率分配资源进行分配，实现多样化业务的高效传输以及热点区域的随需覆盖，具有更高的资源利用效率，很好地适应地面用户的不均匀分布和通信业务的动态变化，且通过多星协同资源分配，有效降低了不同卫星的子波束间存在的同频干扰，提高整体的通信吞吐量。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的流程图。
图2为现有的平均资源分配方法与本发明方法在不同卫星发射功率下所实现的系统总吞吐量。
具体实施方式
如图1所示，多星的动态资源分配方法包括如下步骤：
步骤S1、构建基于多星多波束的通信系统模型，本实施例的多星多波束系统共包含3颗卫星，每颗卫星向地面小区发射19路波束；
通信系统模型包括卫星数目、卫星子波束数目、子载波数目、时隙数目、地面用户的信干噪比、系统带宽、系统总平均吞吐量、噪声功率，具体通过公式表示，其中，Dsum代表系统总平均吞吐量，J＝3代表卫星数目，M＝19代表卫星子波束数目，时频资源中共包含K＝10个时隙与N＝7个子载波，Bc＝140MHz代表系统带宽，/>代表被卫星j的波束m服务的小区中的用户，在时隙k占用子载波n时的信干燥比，其通过公式/>表示，其中，N0＝1.1943×10-13W代表噪声功率，/>代表时频资源格分配(RB)系数，若/>则代表时频资源格中的子载波n与时隙k被分配给卫星j的子波束m，若/>则代表未被分配，/>代表功率分配系数，表示卫星j的子波束m在占用子载波n与时隙k时被分配的功率，满足其中Pmax＝100W代表卫星总发射功率，/>代表在时隙k时卫星j发射波束m到其所服务的小区的信道衰减系数；
步骤S2、根据通信系统模型历史数据的统计获取信道衰减系数均值，利用信道衰减系数均值构建干扰图，并结合业务量需求和信道衰减系数均值进行时频资源格的预分配，具体包括如下步骤：
步骤21、初始化干扰图E，定义在k时隙下，系若统中两子波束a与b可以被分配同一时频资源格，则E(a,b,k)＝0，否则，将二者相连，并且令E(a,b,k)＝1；
步骤S22、根据同一卫星发射的各子波束不会占用同一时频资源格的原则，将各卫星发射的子波束间彼此连接；
步骤S23、比较卫星j(j∈J)发射的子波束m(m∈M)的有用信号信道衰减系数均值与另一卫星j'(j'∈J,j'≠j)对该波束的干扰信号信道衰减系数均值/>同时比较卫星j'(j'∈J,j'≠j)发送的子波束m'(m'∈M)的有用信号信道衰减系数/>与卫星j(j∈J)对该波束的干扰信号信道衰减系数均值/>若满足/>或者则E(m,m',k)＝1，否则，E(m,m',k)＝0，其中，/>为由通信系统模型的历史数据统计获取，J代表全部卫星集合，代表卫星子波束集合Μ；
步骤S24、初始化时频资源格分配系数设置功率分配系数/>其中，K代表全部时隙集合，N代表子载波集合；
步骤S25、对第p个时频资源格进行分配，p初始值为1；
步骤S26、根据公式确定当前业务量需求最大的子波束m*，令该子波束m*对应的时频资源格分配系数/>则该子波束m*的剩余业务量需求为其中，/>代表卫星j的子波束m的业务量需求，其值服从泊松分布并在5Mbps至60Mbps范围内变动；j*为当前业务量需求最大的子波束m*对应的卫星；
步骤S27、继续选择其他卫星中业务量需求最大的子波束m**进行时频资源格的分配，该子波束m**应保证满足约束条件E(m*,m**,k)＝0；
步骤S28、令p＝p+1，并进入步骤S25继续进行下一时频资源格的分配，直至全部时频资源格都分配完；
步骤S3、各卫星利用贝尔曼方程，根据时频资源格的预分配结果，从最后一个时隙开始，依次向前求解各时隙的系统最大吞吐量，具体包括如下步骤：
步骤S31、令表示卫星j在时隙k可利用的总功率，/>表示卫星j在时隙k消耗的总功率，两者满足约束/>
步骤S32、将与/>离散化为L+1个状态，即/>
步骤S33、对于最后一个时隙K，利用CVX求解器求解第二凸问题同时将/>依次设置为/>且令/>表示本时隙的系统最大吞吐量，该结果用于第K-1时隙的系统吞吐量求取中；
步骤S34、对于第k个时隙，利用CVX求解器求解第三凸问题同时将/>依次设置为/>且令/>表示本时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量，该结果用于前一时隙的系统吞吐量求取中；
其中，k的初始值为k＝K-1；
步骤S35、令k＝k-1，当k>0时，进入步骤S34，否则，结束本步骤；
其中，L为整数，在本实施例中取L＝10；与/>为相同的函数，为不同时隙下的系统最大吞吐量表达式；
步骤S4、从第一个时隙开始，利用实时的信道衰减系数构建当前时隙的干扰图，并结合业务量需求和实时的信道衰减系数获取最优的时频资源格分配方案，具体包括如下步骤：
步骤S41、构建当前第k时隙的干扰图E(m,m',k)：比较卫星j发射的子波束m的有用信号实时信道衰减系数与另一卫星j′对该波束的干扰信号实时信道衰减系数均值同时比较卫星j′发送的子波束m'的有用信号实时信道衰减系数/>与卫星j对该波束的干扰信号实时信道衰减系数均值/>若满足/>或者/>则E(m,m',k)＝1，否则，E(m,m',k)＝0，其中，k的初始值为1；
步骤S42、初始化第k时隙的时频资源格分配系数
步骤S43、对第p个时频资源格进行分配，p初始值为1；
步骤S44、根据公式确定当前业务量需求最大的子波束m*，令该子波束m*对应的时频资源格分配系数/>
步骤S45、继续选择其他卫星中业务量需求最大的子波束m**进行时频资源格的分配，该子波束m**应保证满足约束条件E(m*,m**,k)＝0；干扰图的设置有助于降低不同卫星的子波束间存在的同频干扰；
步骤S46、令p＝p+1，并进入步骤S43继续进行分配，直至第k时隙全部时频资源格都分配完，最终可得到最优时频资源分配方案
步骤S5、通过CVX求解器求解第一凸问题，以得到当前时隙的最优功率分配方案，第一凸问题与当前时隙实时的信道衰减系数、步骤S3所求的系统最大吞吐量、步骤S4所求的时频资源格分配方案有关，具体包括如下步骤；
步骤S51、初始化卫星j在时隙k＝1可利用的总功率
步骤S52、通过CVX求解器求解第一凸问题得到当前第k时隙的最优功率分配方案/>
步骤S6、根据步骤S5所得的当前时隙的最优功率分配方案，更新下一时隙的可用总功率、更新当前卫星所有子波束的业务量需求，并进入步骤S4进行下一时隙的最优功率分配，直至最后一个时隙分配完成，具体包括如下步骤：
步骤S61、更新第k+1时隙的可利用总功率
步骤S62、根据公式更新卫星j所有子波束的业务量需求，其中，/>表示卫星j的子波束m的业务量需求；
步骤S63、令k＝k+1，若k≤K，则进入步骤S4，否则，结束本步骤。
如图2所示，横坐标为卫星的发射功率，纵坐标为系统的总吞吐量，由图中结果可看出：在不同卫星发射功率下，采用多星基于跳波束的动态资源分配方法实现的系统总吞吐量，约为平均资源分配方法的1.7倍，因此可得出结论：通过多星协同资源分配，有效降低了不同卫星的子波束间存在的同频干扰，提高了整体系统的通信吞吐量。其中，平均资源分配方法为时间、功率以及频带等星上资源平均分配给卫星各子波束。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1、构建基于多星多波束的通信系统模型；
步骤S2、根据通信系统模型历史数据的统计获取信道衰减系数均值，利用信道衰减系数均值构建干扰图，并结合业务量需求和信道衰减系数均值进行时频资源格的预分配；
步骤S3、各卫星利用贝尔曼方程，根据时频资源格的预分配结果，从最后一个时隙开始，依次向前求解各时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量；
步骤S4、从第一个时隙开始，利用实时的信道衰减系数构建当前时隙的干扰图，并结合业务量需求和实时的信道衰减系数获取最优的时频资源格分配方案；
步骤S5、通过CVX求解器求解第一凸问题，以得到当前时隙的最优功率分配方案，第一凸问题与当前时隙实时的信道衰减系数、步骤S3所求的系统最大吞吐量、步骤S4所求的时频资源格分配方案有关；
步骤S6、根据步骤S5所得的当前时隙的最优功率分配方案，更新下一时隙的可用总功率、更新当前卫星所有子波束的业务量需求，并进入步骤S4进行下一时隙的最优功率分配，直至最后一个时隙分配完成。
2.根据权利要求1所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述通信系统模型通过公式表示，其中，Dsum代表系统总平均吞吐量，J代表卫星数目，M代表卫星子波束数目，K代表时隙数目，N代表子载波数目，Bc代表系统带宽，/>代表被卫星j的波束m服务的小区中的用户，在时隙k占用子载波n时的信干燥比，其通过公式/>表示，其中，N0代表噪声功率，代表时频资源格分配系数，若/>则代表时频资源格中的子载波n与时隙k被分配给卫星j的子波束m，若/>则代表未被分配，/>代表功率分配系数，表示卫星j的子波束m在占用子载波n与时隙k时被分配的功率，满足/>其中Pmax代表卫星总发射功率，/>代表在时隙k时卫星j发射波束m到其所服务的小区的信道衰减系数。
3.根据权利要求2所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S2中，构建干扰图包括如下步骤：
步骤21、初始化干扰图E，定义在k时隙下，系若统中两子波束a与b可以被分配同一时频资源格，则E(a,b,k)＝0，否则，将二者相连，并且令E(a,b,k)＝1；
步骤S22、根据同一卫星发射的各子波束不会占用同一时频资源格的原则，将各卫星发射的子波束间彼此连接；
步骤S23、比较卫星j发射的子波束m的有用信号信道衰减系数均值与另一卫星j′对该波束的干扰信号信道衰减系数均值/>同时比较卫星j′发送的子波束m'的有用信号信道衰减系数/>与卫星j对该波束的干扰信号信道衰减系数均值/>若满足或者/>则E(m,m',k)＝1，否则，E(m,m',k)＝0，其中，/>为由通信系统模型的历史数据统计获取。
4.根据权利要求3所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S2中，时频资源格的预分配包括如下步骤：
步骤S24、初始化时频资源格分配系数
步骤S25、对第p个时频资源格进行分配，p初始值为1；
步骤S26、根据公式确定当前业务量需求最大的子波束m*，令该子波束m*对应的时频资源格分配系数/>则该子波束m*的剩余业务量需求为其中，K代表时隙数目，N代表子载波数目，Bc代表系统带宽，/>代表卫星j的子波束m的业务量需求，其值服从泊松分布并在5Mbps至60Mbps范围内变动，j*为当前业务量需求最大的子波束m*对应的卫星，/>代表功率分配系数，表示卫星j*的子波束m*在占用子载波n与时隙k时被分配的功率，N0代表噪声功率，代表在时隙k时卫星j*发射波束m*到其所服务的小区的信道衰减系数均值；
步骤S27、继续选择其他卫星中业务量需求最大的子波束m**进行时频资源格的分配，该子波束m**应保证满足约束条件E(m*,m**,k)＝0；
步骤S28、令p＝p+1，并进入步骤S25继续进行分配，直至全部时频资源格都分配完，得到最优的时频资源格分配方案
5.根据权利要求4所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括如下步骤：
步骤S31、令表示卫星j在时隙k可利用的总功率，/>表示卫星j在时隙k消耗的总功率，两者满足约束/>
步骤S32、将与/>离散化为L+1个状态，即/>
步骤S33、对于最后一个时隙K，利用CVX求解器求解第二凸问题同时将/>依次设置为/>且令/>表示本时隙的系统最大吞吐量；
步骤S34、对于第k个时隙，利用CVX求解器求解第三凸问题同时将BKj依次设置为/>且令/>表示本时隙到最后一个时隙的系统最大吞吐量，其中，k的初始值为k＝K-1；
步骤S35、令k＝k-1，当k＞0时，进入步骤S34，否则，结束本步骤；
其中，L为整数。
6.根据权利要求5所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括如下步骤：
步骤S41、构建当前第k时隙的干扰图E(m,m',k)：比较卫星j发射的子波束m的有用信号实时信道衰减系数与另一卫星j′对该波束的干扰信号实时信道衰减系数均值/>同时比较卫星j′发送的子波束m'的有用信号实时信道衰减系数/>与卫星j对该波束的干扰信号实时信道衰减系数均值/>若满足/>或者/>则E(m,m',k)＝1，否则，E(m,m',k)＝0，其中，k的初始值为1；
步骤S42、初始化第k时隙的时频资源格分配系数
步骤S43、对第p个时频资源格进行分配，p初始值为1；
步骤S44、根据公式确定当前业务量需求最大的子波束m*，令该子波束m*对应的时频资源格分配系数/>
步骤S45、继续选择其他卫星中业务量需求最大的子波束m**进行时频资源格的分配，该子波束m**应保证满足约束条件E(m*,m**,k)＝0；
步骤S46、令p＝p+1，并进入步骤S43继续进行分配，直至第k时隙的全部时频资源格都分配完，得到最优的时频资源格分配方案
7.根据权利要求6所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S5具体包括如下步骤：
步骤S51、初始化卫星j在时隙k＝1可利用的总功率
步骤S52、通过CVX求解器求解第一凸问题得到当前第k时隙的最优功率分配方案/>
8.根据权利要求7所述的一种多星的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤S6具体包括如下步骤：
步骤S61、更新第k+1时隙的可利用总功率
步骤S62、根据公式更新卫星j所有子波束的业务量需求，其中，/>表示卫星j的子波束m的业务量需求；
步骤S63、令k＝k+1，若k≤K，则进入步骤S4，否则，结束本步骤。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111010743A (zh) * 2019-12-16 2020-04-14 北京理工大学 非授权频谱占空比共存方式中WiFi系统性能保证方法
CN112564774A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 南京融星智联信息技术有限公司 一种低轨星座卫星通信系统的服务区调度方法及系统
CN113472425A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种能效优先的卫星多波束协作通信下行功率分配方法
CN113541770A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 一种多波束卫星通信系统空时频精细化资源管理方法
CN114614881A (zh) * 2022-03-10 2022-06-10 北京理工大学 一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法
CN114793126A (zh) * 2022-05-24 2022-07-26 北京航空航天大学 一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111010743A (zh) * 2019-12-16 2020-04-14 北京理工大学 非授权频谱占空比共存方式中WiFi系统性能保证方法
CN112564774A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 南京融星智联信息技术有限公司 一种低轨星座卫星通信系统的服务区调度方法及系统
CN113472425A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种能效优先的卫星多波束协作通信下行功率分配方法
CN113541770A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 一种多波束卫星通信系统空时频精细化资源管理方法
CN114614881A (zh) * 2022-03-10 2022-06-10 北京理工大学 一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法
CN114793126A (zh) * 2022-05-24 2022-07-26 北京航空航天大学 一种多波束低轨卫星用户分组与资源分配方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"面向低轨卫星星座的多星协作信号检测技术";王虎威等;《中兴通讯技术》(第第5期期);全文 *

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