CN115515243A - 基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法 - Google Patents
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- CN115515243A CN115515243A CN202211161037.3A CN202211161037A CN115515243A CN 115515243 A CN115515243 A CN 115515243A CN 202211161037 A CN202211161037 A CN 202211161037A CN 115515243 A CN115515243 A CN 115515243A
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Abstract
本发明公开了一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，包括：首先给出卫星空时频能资源定义以及资源池初步表征，然后建立基于超体资源块的卫星通信可用资源池以及已用资源池表征，并给出各维度资源的约束，最后考虑资源池随着时间的变化，建立可用资源池以及已用资源池的时变表征。本发明提出基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，从空、时、频、能四个角度对资源的特征进行统一的描述表示，便于对不同卫星、不同频段、不同波束、不同转发器的卫星通信资源进行多维属性表征，同时直观的反映其时变特性。有利于支持资源高效利用和随时间的动态调整。
Description
技术领域
本发明涉及卫星移动通信技术领域，尤其涉及一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法。
背景技术
卫星移动通信系统应用段需满足通信稳定可靠、资源高效利用的要求，且需要星上具备控制信道资源和业务信道资源精细高效管理两方面的能力。在控制信道资源管理方面，目前主要存在终端移动分布跨度大、卫星窄带信道资源受限、星地传输时延大等难题；在业务信道资源管理方面，目前主要存在资源维度多、颗粒度分布广、资源之间呈非线性、强相关关系、资源随时间高动态变化以及资源优化目标多、优化难度大等难题。这对卫星的资源分配调度、高效利用提出了很大的考验。卫星空时频能资源的分配涉及到复杂的计算，对空时频能进行统一表征和管理，有利于方便的进行资源分配的计算，提高资源的利用效率。但目前尚无一个统一有效的表征和管理方法。因此，迫切需要一种高效的空时频能资源池表征和管理方法。
发明内容
针对卫星移动通信系统，缺少统一的空时频能资源池表征和管理方法，导致卫星资源利用率不高的问题，提出一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，便于对不同卫星、不同频段、不同波束、不同转发器的卫星通信资源从其多维属性上进行表征和管理，同时能直观的反映其时变特性。本申请具有较为简单易于实施的特点，有利于支持资源高效利用和随时间的动态调整，大大减少星上处理资源的占用。
本发明公开了一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，包括：
S1，对卫星的空资源、时资源、频资源和能资源分别进行定义，对卫星通信资源池进行初步表征，得到资源池的第一表达式；
步骤S1所述的对卫星的空资源、时资源、频资源、能资源分别进行定义，包括：
对空资源进行定义，空资源是指供卫星通信使用的波束资源
空资源包括卫星波束编号s和轨位信息orbit；对于同步轨道卫星(GEO)，其轨位信息包括卫星轨道高度和轨位角度，对于非同步轨道卫星(NGSO)，其轨位信息包括卫星倾角、近地点高度与远地点高度；
对时资源进行定义，时资源是指供卫星通信使用的时隙资源T；
对频资源进行定义，频资源是指供卫星通信使用的频率资源块F；
对能资源进行定义，能资源是指卫星波束的能量资源P；
步骤S1所述的对卫星通信资源池进行初步表征，得到资源池的第一表达式，包括：
将卫星通信资源池表征为包括空资源、时资源、频资源、能资源的资源块集合；根据卫星通信资源池中的卫星通信资源是否已被分配，将卫星通信资源池分为可用资源池和已用资源池，可用资源池是受已分配资源限制的约束未分配资源和不受已分配资源限制的自由未分配资源的集合，已用资源池是已分配资源的集合；资源池的第一表达式包括可用资源池和已用资源池的第一表达式；对可用资源池和已用资源池分别进行初步表征，得到可用资源池和已用资源池的第一表达式；可用资源池的第一表达式为：
已用资源池的第一表达式为：
其中，Rsource表示可用资源池的第一表达式，Rused表示已用资源池的第一表达式，Cb,used表示第b个卫星的已经分配的资源，Cb,fix表示第b个卫星的受已分配资源限制的约束未分配资源，Cb,flex表示第b个卫星的不受已分配资源限制的自由未分配资源,b表示卫星序号，N表示卫星通信系统的卫星总数目。
S2，利用卫星的空资源、时资源、频资源和能资源构建超体资源块；利用超体资源块对资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池和已用资源池的第二表达式；
步骤S2所述的利用卫星的空资源、时资源、频资源和能资源构建超体资源块，包括：
通过对卫星的空资源、时资源、频资源和能资源进行四维联合表征，得到超体资源块，卫星的空资源、时资源、频资源和能资源分别构成超体资源块的一个基底维度，由各个基底维度表征超体资源块；将第b个卫星的第i个超体资源块记为
的表达式为：
其中，i表示超体资源块的序号，M表示卫星波束的总数，
表示第b个卫星的第s个卫星波束中的第i个超体资源块的资源，
分别表示第b个卫星的第s个卫星波束中的第i个超体资源块的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源；Sorbit,b、
分别表示第b个卫星的第s个波束以及第b个卫星的第s个波束的时隙资源集合、频率资源集合和功率资源集合；
表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块中的第k个时隙的取值范围，k表示时隙序号，其中的
与
分别表示该时隙的上限与下限；
表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块中的第l个频段的取值范围，其中的
与
分别表示该频段的下限与上限，l表示频段序号，[0,eH)s,b表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块的卫星波束功率区间，其中的eH表示该卫星波束功率区间的上限；k0表示时隙数量，l0表示频段数量；
所述的利用超体资源块对资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池和已用资源池的第二表达式，包括：
利用超体资源块对卫星通信的可用资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池的第二表达式Rsource′为:
利用超体资源块对卫星通信的已用资源池的第一表达式再进行表征，得到已用资源池的第二表达式Rused′为：
在上述两个第二表达式中，Mb表示第b个卫星的卫星波束总数目，i_used为已分配的超体资源块数，i_fix表示受已分配资源限制的约束未分配的超体资源块数，i_flex表示不受已分配资源限制的自由未分配的超体资源块数，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的受已分配资源限制的约束未分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的不受已分配资源限制的自由未分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的已经分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源；卫星通信的可用资源池包括可用的超体资源块，卫星通信的已分配资源池包括已分配的超体资源块；
S3，根据实时获取的卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息，对可用资源池和已用资源池的第二表达式进行修正，建立可用资源池以及已用资源池的时变表征，从而完成卫星通信系统空时频能资源池的表征；
所述的步骤S3，包括：
S31，从信关站实时获取t时刻卫星通信系统的资源使用信息数据，根据资源使用信息数据获取卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息；根据所获取的卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息，得到t时刻的可用资源信息和已使用资源信息，在t时刻的可用资源记为Rsource(t)，在t时刻的已使用资源记为Rused(t)；
所述的可用资源信息，包括卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息；所述的已使用资源信息，包括卫星通信系统的资源使用信息数据中的卫星通信系统的正在使用的资源信息；
S32，根据步骤S2得到的可用资源池和已用资源池的第二表达式，将t时刻的第b个卫星的通信资源记作Rb(t)，其表达式为Rb(t)＝[Sb(t),Tb(t),Fb(t),Pb(t)]，其中，Sb(t)、Tb(t)、Fb(t)、Pb(t)分别表示第b个卫星在t时刻的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；将t+1时刻的第b个卫星的可用资源记为Rb,source(t+1)，其表达式为Rb,source(t+1)＝[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]source，其中，等号右侧变量[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]source分别表示第b个卫星在t+1时刻的可用的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；将t+1时刻的第b个卫星的已使用资源记为Rb,used(t+1)，其表达式为Rb,used(t+1)＝[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]used，其中，等号右侧变量[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]used分别表示第b个卫星在t+1时刻的已使用的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；根据t时刻的各个卫星的可用资源，建立t+1时刻的可用资源池的时变表征，该时变表征的表达式Rsource(t+1)为：
其中，R1,source(t+1)表示第1个卫星在t+1时刻的可用资源池的时变表征，(S1(t)+S1,del-S1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的空域波束资源集加上第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再减去第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，S1(t)、S1,del、S1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的空域波束资源集、第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息，以此类推，(SN(t)+SN,del-SN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的空域波束资源集加上第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再减去第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，SN(t)、SN,del、SN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的空域波束资源集、第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息；
其中，(T1(t)+T1,del-T1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的时隙资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，T1(t)、T1,del、T1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的时隙资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源，以此类推，(TN(t)+TN,del-TN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的时隙资源集加上第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再减去第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的时隙资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源；
其中，(F1(t)+F1,del-F1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的频率资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，F1(t)、F1,del、F1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的频率资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源，以此类推，(FN(t)+FN,del-FN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的频率资源集加上第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的频率资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源；
其中，(P1(t)+λ1·ΔP1(t))|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的功率资源加上第1个卫星的功率变化量所得到的结果，依次类推，(PN(t)+λN·ΔPN(t))|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的功率资源加上第N个卫星的功率变化量所得到的结果，λ表示功率调整系数，λ1表示第1个卫星的功率调整系数，依次类推，λN表示第N个卫星的功率调整系数，ΔP表示功率变化量,ΔP1(t)表示第1个卫星的功率变化量，依次类推，ΔPN(t)表示第N个卫星的功率变化量；
其中，对于时隙资源和频率资源而言，下标del表示当前时刻业务结束后需要退出的占用资源，下标new表示下一时刻新业务需要申请的新的资源；对于波束而言，下标del表示下一时刻减少的波束，下标new表示新增加的波束。
根据t时刻的各个卫星的已使用资源，建立t+1时刻的已用资源池的时变表征，该时变表征的表达式Rused(t+1)为：
其中，(S1(t)-S1,del+S1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集减去第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再加上第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，S1(t)、S1,del、S1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集、第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息，以此类推，(SN(t)-SN,del+SN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集减去第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再加上第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，SN(t)、SN,del、SN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集、第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息；
其中，(T1(t)-T1,del+T1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的时隙资源集减去第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再加上第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，T1(t)、T1,del、T1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的时隙资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源，以此类推，(TN(t)-TN,del+TN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的时隙资源集减去第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再加上第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的时隙资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源；
其中，(F1(t)-F1,del+F1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的频率资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，F1(t)、F1,del、F1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的频率资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源，以此类推，(FN(t)-FN,del+FN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的频率资源集减去第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再加上第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的频率资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源；
其中，(P1(t)+λ1·ΔP1(t))|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的功率资源加上第1个卫星的功率变化量所得到的结果，依次类推，(PN(t)+λN·ΔPN(t))|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的功率资源加上第N个卫星的功率变化量所得到的结果，λ表示功率调整系数，λ1表示第1个卫星的功率调整系数，依次类推，λN表示第N个卫星的功率调整系数，ΔP表示功率变化量,ΔP1(t)表示第1个卫星的功率变化量，依次类推，ΔPN(t)表示第N个卫星的功率变化量；
其中，对于时隙资源和频率资源而言，del表示当前时刻业务结束后需要退出的占用资源，new表示下一时刻新业务需要申请的新的资源；对于波束而言，del表示下一时刻减少的波束，new表示新增加的波束。
S4，根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，对卫星通信资源池进行调配；
所述的步骤S4，包括：
在每个时刻，如果接收到第b个卫星的单条通信链路结束请求，则回收该卫星的该条通信链路的时隙资源Tb,del和频率资源Fb,del，并根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，计算得到下一时刻的可用资源池和已用资源池的时变表征；在每个时刻，如果接收到新的通信请求，则根据通信请求中所包含的工作频段和通信容量需求，确定该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，若当前时刻的可用资源池中包含有该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，则为该通信请求分配相应的时隙资源和频率资源，并根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，计算得到下一时刻的可用资源池和已用资源池的时变表征，若当前时刻的可用资源池中不包含有该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，则不响应该通信请求。
本发明的有益效果为：本发明提出一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，便于对不同卫星、不同频段、不同波束、不同转发器的卫星通信资源进行多维属性表征，同时直观的反映其时变特性。本方案具有较为简单易于实施的特点，有利于支持资源高效利用和随时间的动态调整，大大减少星上处理资源的占用。
附图说明
图1为本发明中基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法实现流程图；
图2为本发明的各波束的时频能立方体；
图3为本发明的各波束时频能立方体随时间变化示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。
图1为本发明中基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法实现流程图；图2为本发明的各波束的时频能立方体；图3为本发明的各波束时频能立方体随时间变化示意图。下面结合附图，对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明公开了一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，包括：
S1，对卫星的空资源、时资源、频资源和能资源分别进行定义，对卫星通信资源池进行初步表征，得到资源池的第一表达式；
步骤S1所述的对卫星的空资源、时资源、频资源、能资源分别进行定义，包括：
对空资源进行定义，空资源是指供卫星通信使用的波束资源
空资源包括卫星波束编号s和轨位信息orbit；对于同步轨道卫星(GEO)，其轨位信息包括卫星轨道高度和轨位角度，对于非同步轨道卫星(NGSO)，其轨位信息包括卫星倾角、近地点高度与远地点高度；
对时资源进行定义，时资源是指供卫星通信使用的时隙资源T；
对频资源进行定义，频资源是指供卫星通信使用的频率资源块F；
对能资源进行定义，能资源是指卫星波束的能量资源P；
步骤S1所述的对卫星通信资源池进行初步表征，得到资源池的第一表达式，包括：
将卫星通信资源池表征为包括空资源、时资源、频资源、能资源的资源块集合；根据卫星通信资源池中的卫星通信资源是否已被分配，将卫星通信资源池分为可用资源池和已用资源池，可用资源池是受已分配资源限制的约束未分配资源和不受已分配资源限制的自由未分配资源的集合，已用资源池是已分配资源的集合；资源池的第一表达式包括可用资源池和已用资源池的第一表达式；对可用资源池和已用资源池分别进行初步表征，得到可用资源池和已用资源池的第一表达式；可用资源池的第一表达式为：
已用资源池的第一表达式为：
其中，Rsource表示可用资源池的第一表达式，Rused表示已用资源池的第一表达式，Cb,used表示第b个卫星的已经分配的资源，Cb,fix表示第b个卫星的受已分配资源限制的约束未分配资源，Cb,flex表示第b个卫星的不受已分配资源限制的自由未分配资源,b表示卫星序号，N表示卫星通信系统的卫星总数目。
S2，利用卫星的空资源、时资源、频资源和能资源构建超体资源块；利用超体资源块对资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池和已用资源池的第二表达式；
步骤S2所述的利用卫星的空资源、时资源、频资源和能资源构建超体资源块，包括：
通过对卫星的空资源、时资源、频资源和能资源进行四维联合表征，得到超体资源块，卫星的空资源、时资源、频资源和能资源分别构成超体资源块的一个基底维度，由各个基底维度表征超体资源块；将第b个卫星的第i个超体资源块记为
的表达式为：
其中，i表示超体资源块的序号，M表示卫星波束的总数，
表示第b个卫星的第s个卫星波束中的第i个超体资源块的资源，
分别表示第b个卫星的第s个卫星波束中的第i个超体资源块的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源；Sorbit,b、
分别表示第b个卫星的第s个波束以及第b个卫星的第s个波束的时隙资源集合、频率资源集合和功率资源集合；
表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块中的第k个时隙的取值范围，k表示时隙序号，其中的
与
分别表示该时隙的上限与下限；
表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块中的第l个频段的取值范围，其中的
与
分别表示该频段的下限与上限，l表示频段序号，[0,eH)s,b表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块的卫星波束功率区间，其中的eH表示该卫星波束功率区间的上限；k0表示时隙数量，l0表示频段数量；
所述的利用超体资源块对资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池和已用资源池的第二表达式，包括：
利用超体资源块对卫星通信的可用资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池的第二表达式Rsource′为:
利用超体资源块对卫星通信的已用资源池的第一表达式再进行表征，得到已用资源池的第二表达式Rused′为：
在上述两个第二表达式中，Mb表示第b个卫星的卫星波束总数目，i_used为已分配的超体资源块数，i_fix表示受已分配资源限制的约束未分配的超体资源块数，i_flex表示不受已分配资源限制的自由未分配的超体资源块数，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的受已分配资源限制的约束未分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的不受已分配资源限制的自由未分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的已经分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源；卫星通信的可用资源池包括可用的超体资源块，卫星通信的已分配资源池包括已分配的超体资源块；
S3，资源池随着时间的变化，根据实时获取的卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息，对可用资源池和已用资源池的第二表达式进行修正，建立可用资源池以及已用资源池的时变表征，从而完成卫星通信系统空时频能资源池的表征；
所述的步骤S3，包括：
S31，从信关站实时获取t时刻卫星通信系统的资源使用信息数据，根据资源使用信息数据获取卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息；根据所获取的卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息，得到t时刻的可用资源信息和已使用资源信息，在t时刻的可用资源记为Rsource(t)，在t时刻的已使用资源记为Rused(t)；
所述的可用资源信息，包括卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息；所述的已使用资源信息，包括卫星通信系统的资源使用信息数据中的卫星通信系统的正在使用的资源信息；
S32，不同时刻不同波束的资源分配不同，即每个波束对应的资源块超体表征跟随时间变化，波束资源也随着时间变化，根据步骤S2得到的可用资源池和已用资源池的第二表达式，将t时刻的第b个卫星的通信资源记作Rb(t)，其表达式为Rb(t)＝[Sb(t),Tb(t),Fb(t),Pb(t)]，其中，Sb(t)、Tb(t)、Fb(t)、Pb(t)分别表示第b个卫星在t时刻的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；将t+1时刻的第b个卫星的可用资源记为Rb,source(t+1)，其表达式为Rb,source(t+1)＝[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]source，其中，等号右侧变量[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]source分别表示第b个卫星在t+1时刻的可用的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；将t+1时刻的第b个卫星的已使用资源记为Rb,used(t+1)，其表达式为Rb,used(t+1)＝[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]used，其中，等号右侧变量[Sb(t+1)Tb(t+1)Fb(t+1)Pb(t+1)]used分别表示第b个卫星在t+1时刻的已使用的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；根据t时刻的各个卫星的可用资源，建立t+1时刻的可用资源池的时变表征，该时变表征的表达式Rsource(t+1)为：
其中，R1,source(t+1)表示第1个卫星在t+1时刻的可用资源池的时变表征，(S1(t)+S1,del-S1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的空域波束资源集加上第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再减去第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，S1(t)、S1,del、S1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的空域波束资源集、第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息，以此类推，(SN(t)+SN,del-SN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的空域波束资源集加上第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再减去第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，SN(t)、SN,del、SN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的空域波束资源集、第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息；
其中，(T1(t)+T1,del-T1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的时隙资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，T1(t)、T1,del、T1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的时隙资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源，以此类推，(TN(t)+TN,del-TN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的时隙资源集加上第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再减去第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的时隙资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源；
其中，(F1(t)+F1,del-F1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的频率资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，F1(t)、F1,del、F1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的频率资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源，以此类推，(FN(t)+FN,del-FN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的频率资源集加上第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的频率资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源；
其中，(P1(t)+λ1·ΔP1(t))|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的功率资源加上第1个卫星的功率变化量所得到的结果，依次类推，(PN(t)+λN·ΔPN(t))|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的功率资源加上第N个卫星的功率变化量所得到的结果，λ表示功率调整系数，λ1表示第1个卫星的功率调整系数，依次类推，λN表示第N个卫星的功率调整系数，ΔP表示功率变化量,ΔP1(t)表示第1个卫星的功率变化量，依次类推，ΔPN(t)表示第N个卫星的功率变化量；
其中，对于时隙资源和频率资源而言，下标del表示当前时刻业务结束后需要退出的占用资源，下标new表示下一时刻新业务需要申请的新的资源；对于波束而言，下标del表示下一时刻减少的波束，下标new表示新增加的波束。
根据t时刻的各个卫星的已使用资源，建立t+1时刻的已用资源池的时变表征，该时变表征的表达式Rused(t+1)为：
其中，(S1(t)-S1,del+S1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集减去第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再加上第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，S1(t)、S1,del、S1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集、第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息，以此类推，(SN(t)-SN,del+SN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集减去第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再加上第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，SN(t)、SN,del、SN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集、第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息；
其中，(T1(t)-T1,del+T1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的时隙资源集减去第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再加上第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，T1(t)、T1,del、T1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的时隙资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源，以此类推，(TN(t)-TN,del+TN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的时隙资源集减去第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再加上第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的时隙资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源；
其中，(F1(t)-F1,del+F1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的频率资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，F1(t)、F1,del、F1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的频率资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源，以此类推，(FN(t)-FN,del+FN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的频率资源集减去第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再加上第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的频率资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源；
其中，(P1(t)+λ1·ΔP1(t))|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的功率资源加上第1个卫星的功率变化量所得到的结果，依次类推，(PN(t)+λN·ΔPN(t))|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的功率资源加上第N个卫星的功率变化量所得到的结果，λ表示功率调整系数，λ1表示第1个卫星的功率调整系数，依次类推，λN表示第N个卫星的功率调整系数，ΔP表示功率变化量,ΔP1(t)表示第1个卫星的功率变化量，依次类推，ΔPN(t)表示第N个卫星的功率变化量；
其中，对于时隙资源和频率资源而言，del表示当前时刻业务结束后需要退出的占用资源，new表示下一时刻新业务需要申请的新的资源；对于波束而言，del表示下一时刻减少的波束，new表示新增加的波束。
S4，根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，对卫星通信资源池进行调配；
所述的步骤S4，包括：
在每个时刻，如果接收到第b个卫星的单条通信链路结束请求，则回收该卫星的该条通信链路的时隙资源Tb,del和频率资源Fb,del，并根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，计算得到下一时刻的可用资源池和已用资源池的时变表征；在每个时刻，如果接收到新的通信请求，则根据通信请求中所包含的工作频段和通信容量需求，确定该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，若当前时刻的可用资源池中包含有该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，则为该通信请求分配相应的时隙资源和频率资源，并根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，计算得到下一时刻的可用资源池和已用资源池的时变表征，若当前时刻的可用资源池中不包含有该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，则不响应该通信请求。
所述根据通信请求中所包含的工作频段和通信容量需求，确定该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，包括：
根据工作频段直接确定频率资源Fnew，利用通信容量需求除以工作频段带宽，得到时隙资源Tnew。
假设卫星通信系统下一时刻有一个新的通信请求且第b个卫星有一条通信链路的结束，首先确定结束的通信链路的回收的时隙Tb,del和频率资源Fb,del，通过以上资源表征，确定下一时刻可用资源池Rsource(t+1)和已用资源池Rused(t+1)；然后根据新通信请求所需要的工作频段、通信容量，确定所需要的时隙资源Tnew、频率资源Fnew，若可用资源池中卫星p有足够的资源，则为该卫星p通信请求分配相应的资源Tp,new和Fp,new，并更新下一时刻的可用资源池Rsource(t+1)和已用资源池Rused(t+1)，若资源量不够，则不响应该通信资源请求。
为了直观的展现出资源池的特点，可以将资源池从波束面展开，如图2所示，每个波束对应了一个资源立方体，由若干资源块组成。
如图3，借鉴S2中的资源的直观展示的思想，我们将资源池随时间变化进行了直观的展示，不同时刻资源块随时间动态变化。
从而完成了卫星通信系统空时频能资源池的表征。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，包括：
S1，对卫星的空资源、时资源、频资源和能资源分别进行定义，对卫星通信资源池进行初步表征，得到资源池的第一表达式；
S2，利用卫星的空资源、时资源、频资源和能资源构建超体资源块；利用超体资源块对资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池和已用资源池的第二表达式；
S3，根据实时获取的卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息，对可用资源池和已用资源池的第二表达式进行修正，建立可用资源池以及已用资源池的时变表征，从而完成卫星通信系统空时频能资源池的表征；
S4，根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，对卫星通信资源池进行调配。
2.如权利要求1所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，步骤S1所述的对卫星的空资源、时资源、频资源、能资源分别进行定义，包括：
对空资源进行定义，空资源是指供卫星通信使用的波束资源
空资源包括卫星波束编号s和轨位信息orbit；对于同步轨道卫星，其轨位信息包括卫星轨道高度和轨位角度，对于非同步轨道卫星，其轨位信息包括卫星倾角、近地点高度与远地点高度；
对时资源进行定义，时资源是指供卫星通信使用的时隙资源T；
对频资源进行定义，频资源是指供卫星通信使用的频率资源块F；
对能资源进行定义，能资源是指卫星波束的能量资源P。
3.如权利要求1所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，步骤S1所述的对卫星通信资源池进行初步表征，得到资源池的第一表达式，包括：
将卫星通信资源池表征为包括空资源、时资源、频资源、能资源的资源块集合；根据卫星通信资源池中的卫星通信资源是否已被分配，将卫星通信资源池分为可用资源池和已用资源池，可用资源池是受已分配资源限制的约束未分配资源和不受已分配资源限制的自由未分配资源的集合，已用资源池是已分配资源的集合；资源池的第一表达式包括可用资源池和已用资源池的第一表达式；对可用资源池和已用资源池分别进行初步表征，得到可用资源池和已用资源池的第一表达式；可用资源池的第一表达式为：
已用资源池的第一表达式为：
其中，Rsource表示可用资源池的第一表达式，Rused表示已用资源池的第一表达式，Cb,used表示第b个卫星的已经分配的资源，Cb,fix表示第b个卫星的受已分配资源限制的约束未分配资源，Cb,flex表示第b个卫星的不受已分配资源限制的自由未分配资源,b表示卫星序号，N表示卫星通信系统的卫星总数目。
4.如权利要求3所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，
步骤S2所述的利用卫星的空资源、时资源、频资源和能资源构建超体资源块，包括：
通过对卫星的空资源、时资源、频资源和能资源进行四维联合表征，得到超体资源块，卫星的空资源、时资源、频资源和能资源分别构成超体资源块的一个基底维度，由各个基底维度表征超体资源块；将第b个卫星的第i个超体资源块记为
的表达式为：
其中，i表示超体资源块的序号，M表示卫星波束的总数，
表示第b个卫星的第s个卫星波束中的第i个超体资源块的资源，
分别表示第b个卫星的第s个卫星波束中的第i个超体资源块的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源；Sorbit,b、
分别表示第b个卫星的第s个波束以及第b个卫星的第s个波束的时隙资源集合、频率资源集合和功率资源集合；
表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块中的第k个时隙的取值范围，k表示时隙序号，其中的
与
分别表示该时隙的上限与下限；
表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块中的第l个频段的取值范围，其中的
与
分别表示该频段的下限与上限，l表示频段序号，[0,eH)s,b表示第b个卫星的第s个卫星波束的第i个超体资源块的卫星波束功率区间，其中的eH表示该卫星波束功率区间的上限；k0表示时隙数量，l0表示频段数量。
5.如权利要求3所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，所述的利用超体资源块对资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池和已用资源池的第二表达式，包括：
利用超体资源块对卫星通信的可用资源池的第一表达式再进行表征，得到可用资源池的第二表达式Rsource′为:
利用超体资源块对卫星通信的已用资源池的第一表达式再进行表征，得到已用资源池的第二表达式Rused′为：
在上述两个第二表达式中，Mb表示第b个卫星的卫星波束总数目，i_used为已分配的超体资源块数，i_fix表示受已分配资源限制的约束未分配的超体资源块数，i_flex表示不受已分配资源限制的自由未分配的超体资源块数，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的受已分配资源限制的约束未分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的不受已分配资源限制的自由未分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源，
分别表示第b个卫星的第i个超体资源块中的第s个卫星波束的已经分配的空域波束资源、时隙资源、频率资源和功率资源；卫星通信的可用资源池包括可用的超体资源块，卫星通信的已分配资源池包括已分配的超体资源块。
6.如权利要求3所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，所述的步骤S3，包括：
S31，从信关站实时获取t时刻卫星通信系统的资源使用信息数据，根据资源使用信息数据获取卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息；根据所获取的卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息以及需求信息，得到t时刻的可用资源信息和已使用资源信息，在t时刻的可用资源记为Rsource(t)，在t时刻的已使用资源记为Rused(t)；
S32，根据步骤S2得到的可用资源池和已用资源池的第二表达式，将t时刻的第b个卫星的通信资源记作Rb(t)，其表达式为Rb(t)＝[Sb(t),Tb(t),Fb(t),Pb(t)]，其中，Sb(t)、Tb(t)、Fb(t)、Pb(t)分别表示第b个卫星在t时刻的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；将t+1时刻的第b个卫星的可用资源记为Rb,source(t+1)，其表达式为Rb,source(t+1)＝[Sb(t+1) Tb(t+1) Fb(t+1) Pb(t+1)]source，其中，等号右侧变量[Sb(t+1) Tb(t+1) Fb(t+1)Pb(t+1)]source分别表示第b个卫星在t+1时刻的可用的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；将t+1时刻的第b个卫星的已使用资源记为Rb,used(t+1)，其表达式为Rb,used(t+1)＝[Sb(t+1) Tb(t+1) Fb(t+1) Pb(t+1)]used，其中，等号右侧变量[Sb(t+1) Tb(t+1) Fb(t+1) Pb(t+1)]used分别表示第b个卫星在t+1时刻的已使用的空域波束资源集、时隙资源集、频率资源集和功率资源；根据t时刻的各个卫星的可用资源，建立t+1时刻的可用资源池的时变表征，该时变表征的表达式Rsource(t+1)为：
其中，(S1(t)+S1,del-S1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的空域波束资源集加上第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再减去第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，S1(t)、S1,del、S1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的空域波束资源集、第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息，以此类推，(SN(t)+SN,del-SN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的空域波束资源集加上第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再减去第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，SN(t)、SN,del、SN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的空域波束资源集、第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息；
其中，(T1(t)+T1,del-T1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的时隙资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，T1(t)、T1,del、T1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的时隙资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源，以此类推，(TN(t)+TN,del-TN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的时隙资源集加上第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再减去第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的时隙资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源；
其中，(F1(t)+F1,del-F1,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的频率资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，F1(t)、F1,del、F1,new分别表示第1个卫星t时刻的可用的频率资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源，以此类推，(FN(t)+FN,del-FN,new)|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的频率资源集加上第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的可用的频率资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源；
其中，(P1(t)+λ1·ΔP1(t))|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第1个卫星t时刻的可用的功率资源加上第1个卫星的功率变化量所得到的结果，依次类推，(PN(t)+λN·ΔPN(t))|Rused(t)表示在时刻t的已使用资源为Rused(t)的情况下，第N个卫星t时刻的可用的功率资源加上第N个卫星的功率变化量所得到的结果，λ表示功率调整系数，λ1表示第1个卫星的功率调整系数，依次类推，λN表示第N个卫星的功率调整系数，ΔP表示功率变化量,ΔP1(t)表示第1个卫星的功率变化量，依次类推，ΔPN(t)表示第N个卫星的功率变化量；
根据t时刻的各个卫星的已使用资源，建立t+1时刻的已用资源池的时变表征，该时变表征的表达式Rused(t+1)为：
其中，(S1(t)-S1,del+S1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集减去第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再加上第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，S1(t)、S1,del、S1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集、第1个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第1个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息，以此类推，(SN(t)-SN,del+SN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集减去第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息再加上第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息所得到的结果，SN(t)、SN,del、SN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的空域波束资源集、第N个卫星在该时刻减少的空域波束资源占用信息和第N个卫星在该时刻增加的空域波束资源占用信息；
其中，(T1(t)-T1,del+T1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的时隙资源集减去第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再加上第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，T1(t)、T1,del、T1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的时隙资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源，以此类推，(TN(t)-TN,del+TN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的时隙资源集减去第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源再加上第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的时隙资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的时隙资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的时隙资源；
其中，(F1(t)-F1,del+F1,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的频率资源集加上第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再减去第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，F1(t)、F1,del、F1,new分别表示第1个卫星t时刻的已使用的频率资源集、第1个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第1个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源，以此类推，(FN(t)-FN,del+FN,new)|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的频率资源集减去第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源再加上第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源所得到的结果，TN(t)、TN,del、TN,new分别表示第N个卫星t时刻的已使用的频率资源集、第N个卫星在当前时刻业务结束后需要退出的频率资源和第N个卫星在下一时刻新业务需要申请的频率资源；
其中，(P1(t)+λ1·ΔP1(t))|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第1个卫星t时刻的已使用的功率资源加上第1个卫星的功率变化量所得到的结果，依次类推，(PN(t)+λN·ΔPN(t))|Rsource(t)表示在时刻t的可用资源为Rsource(t)的情况下，第N个卫星t时刻的已使用的功率资源加上第N个卫星的功率变化量所得到的结果，λ表示功率调整系数，λ1表示第1个卫星的功率调整系数，依次类推，λN表示第N个卫星的功率调整系数，ΔP表示功率变化量,ΔP1(t)表示第1个卫星的功率变化量，依次类推，ΔPN(t)表示第N个卫星的功率变化量。
7.如权利要求6所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，所述的可用资源信息，包括卫星的空资源、时资源、频资源和能资源的释放信息；所述的已使用资源信息，包括卫星通信系统的资源使用信息数据中的卫星通信系统的正在使用的资源信息。
8.如权利要求3所述的基于动态超体的卫星空时频能多维资源池表示和分配方法，其特征在于，所述的步骤S4，包括：
在每个时刻，如果接收到第b个卫星的单条通信链路结束请求，则回收该卫星的该条通信链路的时隙资源Tb,del和频率资源Fb,del，并根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，计算得到下一时刻的可用资源池和已用资源池的时变表征；在每个时刻，如果接收到新的通信请求，则根据通信请求中所包含的工作频段和通信容量需求，确定该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，若当前时刻的可用资源池中包含有该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，则为该通信请求分配相应的时隙资源和频率资源，并根据步骤S3所建立的可用资源池和已用资源池的时变表征，计算得到下一时刻的可用资源池和已用资源池的时变表征，若当前时刻的可用资源池中不包含有该通信请求所需要的时隙资源Tnew和频率资源Fnew，则不响应该通信请求。
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