CN115484667B - 一种高通量卫星多波束间功率调配系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高通量卫星多波束间功率调配系统,包括功率调整模块、分析处理模块、状态记录模块、流量统计模块、接收反馈模块和响应需求模块,所述状态记录模块用于记录每个波束的状态数据,所述流量统计模块用于记录每个波束的信息发送量,所述接收反馈模块用于记录每个波束接收端的信息接收情况,所述响应需求模块用于记录每个波束接收端的延时性程度,所述分析处理模块用于计算出每个波束的功率调整值并制定调整方案,所述功率调整模块根据所述调整方案对每个波束的功率进行调配;本系统能够在需求端数据发生变化时,及时对每个波束的功率进行调整,提高卫星在多个波束上的信息传输效果。
Description
技术领域
本发明涉及无线资源分配领域,具体涉及一种高通量卫星多波束间功率调配系统。
背景技术
多波束卫星是指星上天线能在其覆盖范围内产生多个相互隔离的波束的卫星,随着卫星通信技术的日益成熟,频带受限的问题越来越突出,如何在有限的频带资源下合理高效的分配系统资源成为现如今亟需解决的关键问题之一,具有波束空间隔离、频率复用两大特点优势的多波束卫星天线技术成为解决这些矛盾的有效途径,将多波束卫星天线技术应用于卫星移动通信系统中,同时如何基于功率调配来应对多变的地面端传输需求是当前需啊解决的问题。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
现在已经开发出了很多功率调配系统,经过我们大量的检索与参考,发现现有的调配系统有如公开号为CN111200459B所公开的系统,这些系统一般包括步骤S1、提出一种博弈设计,所述博弈设计包括对上行多波束卫星系统模型进行设计和对每个参与者的效用函数进行设计;S2、证明所述博弈设计为势能博弈,证明所述势能博弈的势能函数与系统容量等价、证明所述势能函数的最优解或者次优解即为系统容量的最优解或者次优解;S3、计算出所述势能博弈的纳什均衡解,通过对上行多波束卫星进行最优化的信道分配和功率控制,从而达到减少同信道干扰和增加系统总容量的目的。但是该系统没有考虑到因各波束功率变化互相产生的影响导致误码率的变化,导致最终的传输效果仍存在提升空间。
发明内容
本发明的目的在于,针对所存在的不足,提出了一种高通量卫星多波束间功率调配系统。
本发明采用如下技术方案:
一种高通量卫星多波束间功率调配系统,包括功率调整模块、分析处理模块、状态记录模块、流量统计模块、接收反馈模块和响应需求模块,所述状态记录模块用于记录每个波束的状态数据,所述流量统计模块用于记录每个波束的信息发送量,所述接收反馈模块用于记录每个波束接收端的信息接收情况,所述响应需求模块用于记录每个波束接收端的延时性程度,所述分析处理模块用于计算出每个波束的功率调整值并制定调整方案,所述功率调整模块根据所述调整方案对每个波束的功率进行调配;
所述状态记录模块包括第一寄存器和状态读取器,所述第一寄存器保存的数据包括每个波束发射器的带宽信息和功率信息,所述状态读取器用于从所述波束发射器中读取带宽信息和功率信息;
所述流量统计模块包括第二寄存器和检测器,所述检测器对每个波束发射器的实时发送量进行检测,所述第二寄存器保存的数据包括第一发送量和第二发送量;
所述接收反馈模块包括第三寄存器和计算器,所述第三寄存器用于保存每个波束的误码率,所述计算器用于根据重发数据量和总发送数据量计算出误码率;
所述响应需求模块包括第四寄存器和数据读取器,所述第四寄存器中记录未发送数据对应的每个用户延时性等级以及该用户的对应未发送数据量,所述数据读取器用于读取数据;
所述缓存器用于保存计算过程中产生的数据;
所述分析处理模块选出所述第一误码率估值大于阈值的波束,称为第一调整波束,选出所述第一误码率估值不大于阈值的波束中的最小第一功率估值,称为第一目标功率估值,将所述第一调整波束的第一功率估值调整成第一目标功率估值;
所述计算处理器对差值进行再分配:
本发明所取得的有益效果是:
本系统在对功率进行调整时基于多个方面,基于传输量确定了整个调整的基调,然后通过误码率的关系进行微调,再根据每个波束用户的延时性要求再进行调整,根据总功率不变原理对所有波束的功率同步缩放,使得此时的功率能够在低误码率的前提下满足所有波束客户的要求,最后通过取消低变化波束的功率调整,在基本不影响原有传输效果的前提下降低执行端的工作量,使整个系统能够更加流畅地运行。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明整体结构框架示意图;
图2为本发明调配功率获取过程示意图;
图3为本发明第一功率估值调整示意图;
图4为本发明状态记录模块构成示意图;
图5为本发明流量统计模块构成示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一。
本实施例提供了一种高通量卫星多波束间功率调配系统,结合图1,包括功率调整模块、分析处理模块、状态记录模块、流量统计模块、接收反馈模块和响应需求模块,所述状态记录模块用于记录每个波束的状态数据,所述流量统计模块用于记录每个波束的信息发送量,所述接收反馈模块用于记录每个波束接收端的信息接收情况,所述响应需求模块用于记录每个波束接收端的延时性程度,所述分析处理模块用于计算出每个波束的功率调整值并制定调整方案,所述功率调整模块根据所述调整方案对每个波束的功率进行调配;
所述状态记录模块包括第一寄存器和状态读取器,所述第一寄存器保存的数据包括每个波束发射器的带宽信息和功率信息,所述状态读取器用于从所述波束发射器中读取带宽信息和功率信息;
所述流量统计模块包括第二寄存器和检测器,所述检测器对每个波束发射器的实时发送量进行检测,所述第二寄存器保存的数据包括第一发送量和第二发送量;
所述接收反馈模块包括第三寄存器和计算器,所述第三寄存器用于保存每个波束的误码率,所述计算器用于根据重发数据量和总发送数据量计算出误码率;
所述响应需求模块包括第四寄存器和数据读取器,所述第四寄存器中记录未发送数据对应的每个用户延时性等级以及该用户的对应未发送数据量,所述数据读取器用于读取数据;
所述缓存器用于保存计算过程中产生的数据;
结合图3,所述分析处理模块选出所述第一误码率估值大于阈值的波束,称为第一调整波束,选出所述第一误码率估值不大于阈值的波束中的最小第一功率估值,称为第一目标功率估值,将所述第一调整波束的第一功率估值调整成第一目标功率估值;
所述计算处理器对差值进行再分配:
实施例二。
本实施例包含了实施例一中的全部内容,提供了一种高通量卫星多波束间功率调配系统,包括功率调整模块、分析处理模块、状态记录模块、流量统计模块、接收反馈模块和响应需求模块,所述状态记录模块用于记录当前时刻每个波束的状态数据,所述流量统计模块用于记录每个波束的信息发送量,所述接收反馈模块用于记录每个波束接收端的信息接收情况,所述响应需求模块用于记录每个波束接收端的延时性程度,所述分析处理模块用于计算出每个波束的功率调整值并制定调整方案,所述功率调整模块根据所述调整方案对每个波束的功率进行调配;
所述调配系统为卫星母系统中的一个子系统,各模块记录的信息能够从母系统中直接获取;
所述高通量卫星通过多波束向地面目标发射信息,每个波束对应一个地面区域,每个波束中搭载了该地面区域中多个用户的需求信息;
结合图4,所述状态记录模块包括第一寄存器和状态读取器,所述第一寄存器保存的数据包括每个波束发射器的带宽信息和功率信息,所述状态读取器用于从所述波束发射器中读取带宽信息和功率信息,所述带宽信息只读取一次,所述第一寄存器中保存带宽信息后不再更改,所述功率信息按照固定频率进行读取并更新,所述固定频率与功率调整模块对波束发射器进行功率调配的频率相同;
结合图5,所述流量统计模块包括第二寄存器和检测器,所述检测器对每个波束发射器的实时发送量进行检测,所述第二寄存器保存的数据包括第一发送量和第二发送量,所述第一发送量为过去T时段内通过所述检测器检测到的已发送数据量,所述第二发送量为在母系统中的未发送数据量,所述T时段包括至少两个子时段,当当前时刻进入新的子时段时,所述第二寄存器对第一发送量和第二发送量进行更新;
所述接收反馈模块包括第三寄存器和计算器,所述第三寄存器用于保存每个波束的误码率,所述计算器用于根据重发数据量和总发送数据量计算出误码率;
所述响应需求模块包括第四寄存器和数据读取器,所述第四寄存器中记录了母系统中未发送数据对应的每个用户对延时性的要求以及该用户的对应未发送数据量,所述数据读取器用于从母系统中读取数据;
所述分析处理模块对数据进行处理的过程包括如下步骤:
S2、将每个向量中的元素代入下式中计算出第一系数k:
S6、选出所述第一误码率估值大于阈值的波束,称为第一调整波束,选出所述第一误码率估值不大于阈值的波束中的最小第一功率估值,称为第一目标功率估值,将所述第一调整波束的第一功率估值调整成第一目标功率估值;
S13、对重分配值进行再次分配:
其中,nr为差值大于最小分配差值的波束数量;
S15、将所述调配功率发送至所述功率调整模块,所述功率调整模块根据所述调配功率对每个波束的功率进行调整。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的保护范围内,此外,随着技术发展其中的元素可以更新的。
Claims (5)
1.一种高通量卫星多波束间功率调配系统,其特征在于,包括功率调整模块、分析处理模块、状态记录模块、流量统计模块、接收反馈模块和响应需求模块,所述状态记录模块用于记录每个波束的状态数据,所述流量统计模块用于记录每个波束的信息发送量,所述接收反馈模块用于记录每个波束接收端的信息接收情况,所述响应需求模块用于记录每个波束接收端的延时性程度,所述分析处理模块用于计算出每个波束的功率调整值并制定调整方案,所述功率调整模块根据所述调整方案对每个波束的功率进行调配;
所述状态记录模块包括第一寄存器和状态读取器,所述第一寄存器保存的数据包括每个波束发射器的带宽信息和功率信息,所述状态读取器用于从所述波束发射器中读取带宽信息和功率信息;
所述流量统计模块包括第二寄存器和检测器,所述检测器对每个波束发射器的实时发送量进行检测,所述第二寄存器保存的数据包括第一发送量和第二发送量;
所述接收反馈模块包括第三寄存器和计算处理器,所述第三寄存器用于保存每个波束的误码率,所述计算处理器用于根据重发数据量和总发送数据量计算出误码率;
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所述缓存器用于保存计算过程中产生的数据;
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