CN116506006A - 卫星通信无线资源管理任务调度方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种卫星通信无线资源管理任务调度方法、装置、设备及介质，涉及通信技术领域，其中，该方法包括：根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，按照先进先出对其他各个待执行任务的编号排序，得到每一类优先级级别的任务排序；按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；基于遗传算法对初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；根据蜂王基因组编码确定调度结果。该方案卫星频率资源利用率高、计算复杂度适中、场景适用性强的优点。

Description

卫星通信无线资源管理任务调度方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种卫星通信无线资源管理任务调度方法、装置、设备及介质。
背景技术
目前，卫星通信领域处于高速发展时期，用户对卫星的使用需求也多种多样，既有长期租用固定带宽的用户，也有临时申请使用带宽的用户。在临时申请的用户中，有一类用户它们所需的上/下行带宽固定、使用时长固定、具有相应优先级、部分用户对使用时间有要求。卫星运营商可在卫星载荷用户链路资源中分配一段专用的频率和功率资源，用于满足这类用户的需求。这里将每个用户的临时申请使用带宽的情况称为一个待执行任务，卫星运营商定期收集任务需求，并对任务进行调度，安排各任务的起止频率、执行时间。任务调度的目的是在一定的带宽、功率和时间限制的条件下，尽可能提高卫星资源的利用率。
目前，针对这类任务的调度通常基于先入先出算法进行调度或进行简单的人工调度。先入先出算法按照用户提出申请的时间将任务排序，依次安排各任务的执行时间，并分配前向频率资源、反向频率资源。若调度周期内资源不足，本周期未执行完的任务量延续到下一个调度周期继续执行（未执行完任务的起始频率、执行时间在下一个调度周期不可变）。如下图1、2所示（其中，图1为时间资源充足的情况示意图，图2为时间资源不足的情况示意图），各任务总频率资源消耗量为各个有编号的矩形面积之和，总频率资源量为（即带宽B），其中，tL为执行调度周期内成功调度的所有任务所需的总时长，T为调度周期时长，如tL小于等于T，则为时间资源充足的情况，如tL大于T，则为时间资源不足的情况。对于卫星频率资源利用率的计算，针对执行时间超出本调度周期的任务，其频率资源消耗量按落在本调度周期内的部分计算。对于功率资源，要求任意时刻同时执行的所有任务所需的总功率不超过最大可用功率即可。本申请后续用卫星资源利用率指代卫星频率资源利用率。
但是，先入先出算法不能针对卫星资源利用率对任务的执行顺序进行调整，导致卫星转发器频率资源利用率不高，而且先入先出算法不适合对有优先级和/或有执行时间要求等需要优先调度任务的调度。同样的，对任务进行人工调度的方式也不能保证获得较高的卫星频率资源利用率，且当一个时间段内产生的任务数量较多时，进行人工调度变得相当困难。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种卫星通信无线资源管理任务调度方法，以解决现有技术中卫星通信无线资源管理任务调度存在的卫星频率资源利用率低、无法满足部分任务的优先调度需求的技术问题。该方法包括：
对获取的每个待执行任务进行编号；
获取每个所述待执行任务的优先级，根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；
在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，按照各个待执行任务的申请时间顺序对各个待执行任务的编号进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，得到每一类优先级级别的任务排序；
按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；
基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，在迭代过程中按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；
将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序；基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，其中，所述调度约束条件包括卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量、调度周期时长以及调度规则，所述调度规则包括以下信息项：在每个调度周期内执行所述待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的带宽资源之和小于等于大于所述卫星转发器总频率资源量，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的功率之和小于等于所述卫星转发器总功率资源量以及相邻两个调度周期在时间上是连续的；所述需求信息包括所需的前向带宽、所需的反向带宽、所需的前向功率以及任务时长。
本发明实施例还提供了一种卫星通信无线资源管理任务调度装置，以解决现有技术中卫星通信无线资源管理任务调度存在的卫星频率资源利用率低、无法满足部分任务的优先调度需求的技术问题。该装置包括：
编号模块，用于对获取的每个待执行任务进行编号；
优先级分类模块，用于获取每个所述待执行任务的优先级，根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；
任务排序模块，用于在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，按照各个待执行任务的申请时间顺序对各个待执行任务的编号进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，得到每一类优先级级别的任务排序；
基因组编码构成模块，用于按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；
基因组编码优化模块，用于基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，在迭代过程中按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；
任务调度模块，用于将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序；基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，其中，所述调度约束条件包括卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量、调度周期时长以及调度规则，所述调度规则包括以下信息项：在每个调度周期内执行所述待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的带宽资源之和小于等于大于所述卫星转发器总频率资源量，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的功率之和小于等于所述卫星转发器总功率资源量以及相邻两个调度周期在时间上是连续的；所述需求信息包括所需的前向带宽、所需的反向带宽、所需的前向功率以及任务时长。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的卫星通信无线资源管理任务调度方法，以解决现有技术中卫星通信无线资源管理任务调度存在的卫星频率资源利用率低、无法满足部分任务的优先调度需求的技术问题。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的卫星通信无线资源的任务调度方法的计算机程序，以解决现有技术中卫星通信无线资源的任务调度存在的卫星频率资源利用率低、无法满足部分任务的优先调度需求的技术问题。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：提出了对每个待执行任务进行编号，并基于每个待执行任务的优先级，对获取的所有所述待执行任务进行分类，可以得到多类优先级级别对应的所述待执行任务，进而在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对其他不具有执行时间要求的待执行任务的编号按照申请时间的先后顺序进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，即可得到每一类优先级级别的任务排序，按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，即构成初始蜂王基因组编码，再基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码，最后，将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序，并基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，即得到每个调度周期的任务调度结果。该任务调度过程实现了考虑各个待执行任务的优先级，并基于优先级的级别优先调度高级别的待执行任务，有利于提高该任务调度的使用场景，可以满足不同待执行任务的优先级调度需求；同时，该任务调度过程还考虑了待执行任务的执行时间的要求，并对具有执行时间要求的待执行任务进行优先排序、优先调度，使得有利于提高该任务调度的时效性，满足不同待执行任务的不同执行时间的需求；此外，该任务调度过程是基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，最后基于卫星频率资源利用率最高的蜂王基因组编码来实现任务调度，且实现了待执行任务的并行执行，与现有技术中基于先入先出算法或人工进行调度的方案相比，具有卫星频率资源利用率高、计算复杂度适中、场景适用性强的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种先入先出任务调度结果的示意图一；
图2是本发明实施例提供的一种先入先出任务调度结果的示意图二；
图3是本发明实施例提供的一种卫星通信无线资源的任务调度方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的一种基因交换和变异的示例图；
图5是本发明实施例提供的一种实施上述卫星通信无线资源的任务调度方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的一种上述卫星通信无线资源的任务调度方法的任务调度结果的示意图；
图7是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构框图；
图8是本发明实施例提供的一种卫星通信无线资源的任务调度装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本发明实施例中，提供了一种卫星通信无线资源的任务调度方法，如图3所示，该方法包括：
步骤S301：对获取的每个待执行任务进行编号；
步骤S302：获取每个所述待执行任务的优先级，根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；
步骤S303：在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，按照各个待执行任务的申请时间顺序对各个待执行任务的编号进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，得到每一类优先级级别的任务排序；
步骤S304：按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；
步骤S305：基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，在迭代过程中按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；
步骤S306：将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序；基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，其中，所述调度约束条件包括卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量、调度周期时长以及调度规则，所述调度规则包括以下信息项：在每个调度周期内执行所述待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的带宽资源之和小于等于大于所述卫星转发器总频率资源量，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的功率之和小于等于所述卫星转发器总功率资源量以及相邻两个调度周期在时间上是连续的；所述需求信息包括所需的前向带宽、所需的反向带宽、所需的前向功率以及任务时长。
由图3所示的流程可知，在本发明实施例中，该任务调度过程实现了考虑各个待执行任务的优先级，并基于优先级的级别优先调度高级别的待执行任务，有利于提高该任务调度的使用场景，可以满足不同待执行任务的优先级调度需求；同时，该任务调度过程还考虑了待执行任务的执行时间的要求，并对具有执行时间要求的待执行任务进行优先排序、优先调度，使得有利于提高该任务调度的时效性，满足不同待执行任务的不同执行时间的需求；此外，该任务调度过程是基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，最后基于卫星频率资源利用率最高的蜂王基因组编码来实现任务调度，以优化卫星频率资源利用率为目标，且实现了待执行任务的并行执行，与现有技术中基于先入先出算法或人工进行调度的方案相比，具有卫星频率资源利用率高、计算复杂度适中、场景适用性强的优点。
具体实施时，上述待执行任务为每个用户临时申请使用卫星无线资源来执行的任务，每个待执行任务的任务资源特点包括：任务的上/下行带宽固定、任务时长固定、具有相应优先级、部分任务具有执行时间要求（该执行时间要求可以是预设的执行时间），即每个所述待执行任务的需求信息中的任务所需的前向带宽资源、所需的反向带宽资源、功率资源和任务时长均是已知量或可通过计算得到的数据。
具体实施时，上述调度约束条件包括的卫星转发器总频率资源量（起止频率）和总功率资源量为已知量，调度约束条件中的调度规则包括：高优先级的待执行任务优先执行，不同待执行任务占用的频带不重叠，不同待执行任务在执行时间上可重叠，多待执行任务并行执行时，同一时刻并行的多个待执行任务的占用的带宽资源之和以及功率之和分别满足卫星转发器的总频率资源量和总功率资源量的限制，每个待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，部分待执行任务具有执行时间要求，相邻两个调度周期在时间上是连续的，若上一调度周期内时间资源不足，上一调度周期内未执行完的所述待执行任务延续到当前调度周期内继续执行，上一调度周期内未执行完的所述待执行任务的开始时间、起始频率在当前调度周期内不改变。
具体实施时，上述卫星通信无线资源管理任务调度方法的任务调度目标是：在给定的卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量以调度周期时长的时-频二维域内，制定多个待执行任务高效使用该资源的方案，使得待执行任务执行时在时-频二维域内相互之间不冲突，且高效使用该时-频二维域的资源，并满足转发器功率约束条件。
具体实施时，上述待执行任务可以是在预设时长内收集的任务。在对获取的每个待执行任务进行编号的过程中，可以对每个待执行任务进行随机编号，也可以按照每个待执行任务的申请时间进行顺序编号，本申请对此不作具体限定。另外，上述编号可以是任意形式的唯一性的编号，例如，上述编号可以是数字编号，也可以是字母、字符等形式的编号。
具体实施时，在根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类的过程中，将所有具备同一优先级的待执行任务分为同一类优先级级别，优先级1为最高优先级级别，在同一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号优先进行排序，得到第一任务排序，例如，当存在多个具有执行时间要求的待执行任务时，可以按照多个具有执行时间要求的待执行任务的执行时间的先后进行排序，以得到第一任务排序；同时，对于除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，可以按照申请时间的先后顺序进行排序（即先入先出算法），以得到第二任务排序，最后，将第二任务排序拼接在第一任务排序的末位后，以得到每一类优先级级别的任务排序，该任务排序以各个待执行任务的编号的排序表示。
具体实施时，在上述卫星通信无线资源管理任务调度方法中，基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，以优化卫星频率资源利用率为目标，确定卫星频率资源利用率最高的蜂王基因组编码，进而基于蜂王基因组编码输出任务调度结果，该任务调度结果包括各个待执行任务的任务排序、各个待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间。其中，蜂王基因组编码以及各个基因组编码其实质是各个待执行任务的编号基于优先级、执行时间的要求以及申请时间的因素进行排序的结果，每个待执行任务的编号作为一个基因码，每个优先级级别作为一个基因序号，例如，优先级1为最高级别，优先级级别1对应的是1号基因，优先级级别2对应的是2号基因，以此类推，蜂王基因组编码以及各个基因组编码是按优先级分类和排序后构成的一个基因序号从小到大排列的编号序列。
具体实施时，为了实现基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，准确的将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码，在本实施例中，提出了通过以下步骤实现基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行迭代优化：
以所述初始蜂王基因组编码为当前蜂王基因组编码，对当前蜂王基因组编码进行复制，得到第一预设数量的复制的基因组编码，所述第一预设数量的复制的基因组编码和当前蜂王基因组编码组成蜂群，循环执行以下步骤，直至当前蜂王基因组编码不再变化，停止迭代优化过程：
对所述蜂群中除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码进行基因变异操作，得到变异后的基因组编码；
当前蜂王基因组编码、每份变异前的基因组编码以及每份变异后的基因组编码为所述蜂群中的不同个体，按照每个所述个体对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个所述个体对应的卫星频率资源利用率；
对各个所述个体对应的卫星频率资源利用率进行由大到小的排序，将卫星频率资源利用率最大的所述个体作为当前蜂王基因组编码，在所述排序中除了当前蜂王基因组编码之外，选取所述第一预设数量对应的排位之前的卫星频率资源利用率，选取的卫星频率资源利用率对应的个体和当前蜂王基因组编码构成下一代蜂群。
具体实施时，为了进一步提高蜂王基因组编码的迭代、优化效果，在本实施例中，提出了通过以下步骤实现对所述蜂群中除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码进行基因变异操作：
针对每份基因组编码，在每份基因组编码的每一优先级等级（即同一基因序号）内确定与当前蜂王基因组编码的对应优先级等级所包括的相同的第一编号，并确定每个所述第一编号在当前蜂王基因组编码的对应优先级等级内的第一排序位置，在每份基因组编码的对应优先级等级内，将每个所述第一编号与该份基因组编码的对应优先级等级内第一排序位置上的编号交换位置，以生成所述第一预设数量的基因交换后的基因组编码，其中，在每份基因组编码中按照预设基因交换率来确定所述第一编号的数量，所述预设基因交换率为在每份基因组编码中所述第一编号的数量与每份基因组编码的所有编号的数量的比值；
在所述第一预设数量的基因交换后的基因组编码中，随机选取第二预设数量的基因组编码，在选取的每份基因组编码中，在若干优先级等级内的各个编号中随机选取至少两个编号进行同优先级内排序位置调整，生成变异后的基因组编码，其中，按照预设基因变异率在选取的每份基因组编码中确定随机选取的编号的数量，所述预设基因变异率为在选取的每份基因组编码中改变排序位置的编号数量与每份基因组编码中总编号数量的比值，若干优先级等级的数量小于每份基因组编码包括的优先级等级的数量（即变异的个体并不是在其基因组编码的每个优先级内都有基因变异，例如，一个个体基因组编码有10个优先级，在满足基因变异率条件下，可能只有其中的2个优先级基因有变异），随机选取的至少两个编号中不包括所述具有执行时间要求的待执行任务的编号（即具有执行时间要求的待执行任务的编号不参与变异操作）。
具体实施时，上述基因变异操作包括基因码交换和变异两个步骤，在基因码交换的过程中，除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码均进行基因码交换的步骤，即在除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码中，在每一优先级等级（即同一基因序号）内确定与当前蜂王基因组编码的对应优先级等级所包括的相同的第一编号，并确定每个所述第一编号在当前蜂王基因组编码的对应优先级等级内的第一排序位置，进而在每份基因组编码的对应优先级等级内，将每个所述第一编号与该份基因组编码的对应优先级等级内第一排序位置上的编号交换位置，以生成基因交换后的基因组编码，例如，确定蜂王基因组编码中某排序位置A的基因码m（即上述第一编号），根据基因码m找出其在个体基因组编码中的排序位置B，进而在个体基因组编码中将A排序位置的基因码n与B排序位置的基因码m进行位置交换，实现基因交换，生成基因交换后的基因组编码。该基因交换的过程使得基因交换后的基因组编码与蜂王基因组编码中相同的基因码具备相同的排序位置，使得基因交换后的基因组编码与蜂王基因组编码更像了。
具体实施时，变异操作是在基因交换后进行的，是对基因交换后的基因组编码中的部分基因组编码进行变异操作，即在基因交换后的基因组编码中，随机选取第二预设数量的基因组编码，在选取的每份基因组编码中，在若干优先级等级的各个编号中随机选取至少两个编号进行同优先级内排序位置调整（对随机选取的至少两个编号进行排序位置调整的过程中，若干优先级等级的数量小于每份基因组编码包括的优先级等级的数量（即变异的个体并不是在其基因组编码的每个优先级内都有基因变异），可以是对选取的多个编号（即基因码）进行排序位置的调整，也可以是对两个编号进行排序位置的互换），以生成变异后的基因组编码。该变异后的基因组编码是经过基因交换操作和变异操作的基因组编码，使得变异后的基因组编码不但继承了原始基因组编码的部分基因码的排序，也获得了与蜂王基因组编码的部分相同基因码的相同排序，且变异后的基因组编码与原始基因组编码相比还体现出差异性，使得这样的基因变异操作有利于提高基于遗传算法对初始蜂王基因组编码进行迭代优化的效果。
具体实施时，以图4所示的针对基因组1#基因内的基因码进行基因变异操作为例，介绍基因变异操作的过程：1#基因内的任务（即上述待执行任务）优先级均为1（最高优先级），其中，13号任务具有执行时间要求不参与变异，排在首位。基因交换时，算法随机选择了蜂王基因组编码的1#基因中4号排序位置的基因码97作为与蜂群中个体基因组编码相同的基因码（即上述第一编号），个体基因组编码中基因码97在1#基因的9号位置，进而将个体基因组编码的1#基因中4号排序位置的基因码10与9号排序位置的基因码97进行互换位置，实现基因交换。基因交换操作完成后，蜂王基因组编码的1#基因中4号排序位置的基因码97成功交换到该个体基因组编码的1#基因中的4号位置上。基因交换后，该个体基因组编码参与基因变异操作，在该个体基因组编码中，随机选择了将3号排序位置的基因码84和7号排序位置的基因码55互换位置。交换并变异后的个体基因组编码不但继承了原始个体基因组编码的部分基因码，也获得了与蜂王基因组编码的部分相同基因码的相同排序，且交换并变异后的个体基因组编码与原始个体基因组编码相比还体现出差异性。
具体实施时，在计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率的过程包括以下步骤：
按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，分别计算前向信道的卫星频率资源利用率和反向信道的卫星频率资源利用率；
根据前向频率资源利用率的权重、所述前向信道的卫星频率资源利用率、反向频率资源利用率的权重以及所述反向信道的卫星频率资源利用率，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率。
具体实施时，可以通过以下公式计算所述前向信道的卫星频率资源利用率：
（1）
其中，为所述前向信道的卫星频率资源利用率，/>为调度周期内第i个成功调度的待执行任务在前向信道调度周期内的频率资源消耗量，/>为调度周期时长，/>为调度周期内成功调度的所有待执行任务所需的总时长，/>为所述卫星转发器总频率资源量中的前向频率资源总量，/>为调度周期内成功调度的待执行任务的总数。
具体实施时，可以通过以下公式计算所述反向信道的卫星频率资源利用率：
（2）
其中，为所述反向信道的卫星频率资源利用率，/>为调度周期内第i个成功调度的待执行任务在反向信道调度周期内的频率资源消耗量，/>为调度周期时长，/>为调度周期内成功调度的所有待执行任务所需的总时长，/>为所述卫星转发器总频率资源量中的反向频率资源总量，/>为调度周期内成功调度的待执行任务的总数。
具体实施时，令前向频率资源利用率（即前向信道的卫星频率资源利用率）的权重为α，反向频率资源利用率（即反向信道的卫星频率资源利用率）的权重为(1-α)， 0≤α≤1，则：卫星频率资源利用率EF可以由下式计算：
（3）
具体实施时，上述卫星频率资源利用率为每个调度周期的卫星频率资源利用率，在计算每个成功调度的待执行任务在调度周期内的频率资源消耗量的过程中，是计算的每个待执行任务在当前调度周期内执行的部分对频率资源量的消耗量，例如，对开始时间在当前调度周期内而结束时间超出当前调度周期的待执行任务，其频率资源消耗量按落在当前调度周期内的执行部分计算；对开始时间在当前调度周期内且结束时间也在当前调度周期的待执行任务，其频率资源消耗量即为待执行任务执行所需的频率资源量。
具体实施时，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率的过程中，可以先根据每个基因组编码的任务排序、调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算出每个待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，进而根据每个待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以、始时间以及任务时长，计算每个待执行任务在调度周期内的频率资源消耗量，最后，根据每个待执行任务在调度周期内的频率资源消耗量、执行调度周期内成功调度的所有任务所需的总时长等数据计算卫星频率资源利用率。
具体实施时，以下结合图5来详细介绍执行上述卫星通信无线资源管理任务调度方法的过程，该过程包括以下步骤：
1、首先给待执行任务编号，将待执行任务作为基因编码单位，并按待执行任务的优先级将任务分类。在每一优先级级别中，首先调度有执行时间需求的任务（即待执行任务），对于其余任务在有执行时间需求的任务的排序之后，按先入先出算法进行排序；按照优先级由高到低的顺序各个优先级级别的排序构成初始蜂王基因组编码，基因序号与优先级对应。
具体的，步骤1包括以下步骤：
1)对各任务进行编号，每个任务作为基因编码单位进行编号（即基因码）。各任务的优先级、任务时长、执行时间、所需的前向带宽资源、所需的反向带宽资源以及功率资源是已知量或可以通过计算得到。
2)优先安排高优先级的任务。
3)同一优先级中优先安排有执行时间要求的任务，该同一优先级中其余的不具有执行时间要求的任务则采用先入先出算法进行初始化排序，构成该优先级的基因编码（即上述任务排序）。
4)多个不同优先级的任务排序按照优先级由高到低的顺序，构成一个基因序号从小到大排列的初始蜂王基因组编码。
5)基于调度约束条件计算各任务前、反向起始频率、开始时间、执行所有任务所需总时长tL。对调度失败的基因码做出标记。
6)根据前向频率资源的权值、反向频率资源的权值等，通过上述公式（1）、（2）以及（3）计算初始蜂王基因组编码对应的卫星资源利用率。
2、对初始蜂王基因组编码进行克隆后，随机改变每个个体基因码位置进行基因变异，得到种群。
步骤2包括以下步骤：
1)将初始蜂王基因组编码复制N（即上述第一预设数量）份。
2)除初始蜂王基因组编码外，对其它个体基因组编码以基因变异率Y（即上述预设基因变异率：个体基因组编码中改变位置的基因码数量与总基因码数量的比值）进行基因变异，随机选择同一序号基因内的若干基因码交换位置，有时间要求的基因码不参与变异。基因码只能在其母基因组编码内部进行变异。每个个体变异1/Y（即上述第二预设数量）次，变异后得到个体基因组编码数量为N/Y的种群。
3)根据调度约束条件计算基因变异后每个个体基因组编码中各任务前、反向的起始频率、开始时间、执行所有任务所需总时长tL。对调度失败的基因码做出标记。
4)据前向频率资源的权值、反向频率资源的权值等，通过上述公式（1）、（2）以及（3）评估每个个体基因组编码对应的卫星资源利用率。
初始蜂王基因组编码复制数量N应尽量大，可以设置为待执行任务数量的预设预设倍数，例如，受算法运行平台资源限制，这里可以设置（M为需要调度的任务总数）。在基因变异过程中，设置基因变异率Y为10%。前向信道资源利用率F1、反向信道资源利用率F2分别用（1）式和（2）式计算，通过调节F1、F2的权重值来调节算法优化目标倾向，例如，前向频率资源利用率的权重值大于反向频率资源利用率的权重时，算法更倾向于优化前向目标。这里假定卫星前、反向资源同等重要，则二者赋予相同的权值，即：前向权值α=0.5，反向权值1-α=0.5，资源综合利用率（即卫星频率资源利用率）/>。
3、通过选择、交换、变异等操作实现基于遗传算法的种群迭代优化，蜂王基因组编码趋于稳定时，停止迭代，输出任务调度优化结果。
步骤3可以包括以下步骤：
1)根据卫星频率资源利用率，在所有个体基因组编码（含初始蜂王基因组编码）中，选择最优秀（即卫星频率资源利用率最大的）的个体基因组编码作为下一代蜂王，前N个优秀（即卫星频率资源利用率排序较高的前N的）的个体基因组编码作为下一代蜂群，其余的个体基因组编码淘汰。
2)根据基因交换率X（即上述预设基因交换率：在个体基因组编码中交换的基因码数量与总基因码数量的比值）对蜂群个体基因组编码进行基因交换。随机选择蜂王基因组编码与个体基因组编码包括的相同的基因码（即上述第一编号），并确定该基因码在蜂王基因组编码中的排序位置（即上述第一排序位置），进而将蜂群个体基因组编码的该基因码与该个体基因组编码中该排序位置的基因码进行位置交换。分别对每个个体基因组编码进行基因交换操作，形成N个基因交换后的新个体基因组编码。
3)以个体变异率Z（即基因变异的个体数量与个体总数量的比值，即上述第二预设数量与第一预设数量的比值）在N个基因交换的新个体中随机选择个个体（个体、个体基因组编码均为基因组编码的概念）以基因变异率Y（即上述预设基因变异率）进行基因变异。随机选择该个体若干序号基因内的若干基因码进行同序号基因内的位置交换，有时间要求的基因码不参与变异。分别对参与变异的每个个体基因组编码进行1/Y次基因变异后，共形成/>个变异后的新个体基因组编码。
4)基于调度约束条件计算基因交换或基因交换且变异后每个个体基因组编码中各任务前、反向起始频率、开始时间、执行所有任务所需总时长tL。对调度失败的基因码做出标记。
5)据前向频率资源的权值、反向频率资源的权值等，通过上述公式（1）、（2）以及（3）评估每个个体基因组编码对应的卫星资源利用率。
6)重复1）~5）步骤，通过迭代实现多次群体代际更替。随着蜂王基因组编码不断优化，对应的卫星频率资源利用率也在不断优化。
具体的，上述基因交换率X可以在25%~50%之间选择，这里可以设置为X=25%。个体变异率Z可以在0%~100%之间选择，这里可以设置Z=20%。基因变异率Y可以在0%~20%之间选择，这里可以设置Y=10%。
4、每次迭代，新蜂王基因组编码如果与老一代蜂王基因组编码不同，表明蜂王基因组编码在不断优化过程中。继续迭代若干次，若蜂王基因组编码均不再变化，停止迭代，卫星频率资源利用率找到了局部最优解。
将优化的蜂王基因组编码对应的卫星资源利用率、任务排序及各任务的前、反向起始频率、开始时间作为调度结果输出。例如，当连续迭代3次蜂王基因组编码均无变化时，停止迭代，卫星资源利用率找到了局部最优解，输出调度结果。例如，图6示出了调度结果的示例。
具体实施时，上述卫星通信无线资源管理任务调度方法以提高卫星时频资源利用率为目标，通过迭代运算实现一种适用多种约束的优化方法。上述卫星通信无线资源管理任务调度方法具有卫星时频资源利用率高、计算复杂度适中、场景适用性强的优点，适用于任务前/反向资源需求对称或不对称、具有多种任务优先级、部分任务有执行时间要求的全双工卫星通信运行控制系统中无线资源管理任务调度的优化，与先入先出算法相比，具有卫星频率资源利用率高、计算复杂度适中、场景适用性强的优点。适用于卫星双工通信时的前/反向资源综合评估、任务前/反向资源需求对称或不对称、存在多种任务优先级、部分任务有执行时间要求的全双工卫星通信任务调度的应用场景，实现任务调度优化。
在本实施例中，提供了一种计算机设备，如图7所示，包括存储器701、处理器702及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的卫星通信无线资源管理任务调度方法。
具体的，该计算机设备可以是计算机终端、服务器或者类似的运算装置。
在本实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的卫星通信无线资源管理任务调度方法的计算机程序。
具体的，计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种卫星通信无线资源管理任务调度装置，如下面的实施例所述。由于卫星通信无线资源管理任务调度装置解决问题的原理与卫星通信无线资源管理任务调度方法相似，因此卫星通信无线资源管理任务调度装置的实施可以参见卫星通信无线资源管理任务调度方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图8是本发明实施例的卫星通信无线资源管理任务调度装置的一种结构框图，如图8所示，该装置包括：
编号模块801，用于对获取的每个待执行任务进行编号；
优先级分类模块802，用于获取每个所述待执行任务的优先级，根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；
任务排序模块803，用于在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，按照各个待执行任务的申请时间顺序对各个待执行任务的编号进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，得到每一类优先级级别的任务排序；
基因组编码构成模块804，用于按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；
基因组编码优化模块805，用于基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，在迭代过程中按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；
任务调度模块806，用于将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序；基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，其中，所述调度约束条件包括卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量、调度周期时长以及调度规则，所述调度规则包括以下信息项：在每个调度周期内执行所述待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的带宽资源之和小于等于大于所述卫星转发器总频率资源量，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的功率之和小于等于所述卫星转发器总功率资源量以及相邻两个调度周期在时间上是连续的；所述需求信息包括所需的前向带宽、所需的反向带宽、所需的前向功率以及任务时长。
在一个实施例中，基因组编码优化模块，用于以所述初始蜂王基因组编码为当前蜂王基因组编码，对当前蜂王基因组编码进行复制，得到第一预设数量的复制的基因组编码，所述第一预设数量的复制的基因组编码和当前蜂王基因组编码组成蜂群，循环执行以下步骤，直至当前蜂王基因组编码不再变化，停止迭代优化过程：对所述蜂群中除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码进行基因变异操作，得到变异后的基因组编码；当前蜂王基因组编码、每份变异前的基因组编码以及每份变异后的基因组编码为所述蜂群中的不同个体，按照每个所述个体对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个所述个体对应的卫星频率资源利用率；对各个所述个体对应的卫星频率资源利用率进行由大到小的排序，将卫星频率资源利用率最大的所述个体作为当前蜂王基因组编码，在所述排序中除了当前蜂王基因组编码之外，选取所述第一预设数量对应的排位之前的卫星频率资源利用率，选取的卫星频率资源利用率对应的个体和当前蜂王基因组编码构成下一代蜂群。
在一个实施例中，基因组编码优化模块，用于针对每份基因组编码，在每份基因组编码的每一优先级等级内确定与当前蜂王基因组编码的对应优先级等级所包括的相同的第一编号，并确定每个所述第一编号在当前蜂王基因组编码的对应优先级等级内的第一排序位置，在每份基因组编码的对应优先级等级内，将每个所述第一编号与该份基因组编码的对应优先级等级内第一排序位置上的编号交换位置，以生成所述第一预设数量的基因交换后的基因组编码，其中，在每份基因组编码中按照预设基因交换率来确定所述第一编号的数量，所述预设基因交换率为在每份基因组编码中所述第一编号的数量与每份基因组编码的所有编号的数量的比值；在所述第一预设数量的基因交换后的基因组编码中，随机选取第二预设数量的基因组编码，在选取的每份基因组编码中，在若干优先级等级内的各个编号中随机选取至少两个编号进行同优先级内排序位置调整，生成变异后的基因组编码，其中，按照预设基因变异率在选取的每份基因组编码中确定随机选取的编号的数量，所述预设基因变异率为在选取的每份基因组编码中改变排序位置的编号数量与每份基因组编码中总编号数量的比值，若干优先级等级的数量小于每份基因组编码包括的优先级等级的数量，随机选取的至少一个编号中不包括所述具有执行时间要求的待执行任务的编号。
在一个实施例中，基因组编码优化模块，还用于按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，分别计算前向信道的卫星频率资源利用率和反向信道的卫星频率资源利用率；根据前向频率资源利用率的权重、所述前向信道的卫星频率资源利用率、反向频率资源利用率的权重以及所述反向信道的卫星频率资源利用率，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率。
在一个实施例中，基因组编码优化模块，还用于通过以下公式计算所述前向信道的卫星频率资源利用率：
其中，为所述前向信道的卫星频率资源利用率，/>为调度周期内第i个成功调度的待执行任务在前向信道调度周期内的频率资源消耗量，/>为调度周期时长，/>为调度周期内成功调度的所有待执行任务所需的总时长，/>为所述卫星转发器总频率资源量中的前向频率资源总量，/>为调度周期内成功调度的待执行任务的总数。
在一个实施例中，基因组编码优化模块，还用于通过以下公式计算所述反向信道的卫星频率资源利用率：
其中，为所述反向信道的卫星频率资源利用率，/>为调度周期内第i个成功调度的待执行任务在反向信道调度周期内的频率资源消耗量，/>为调度周期时长，/>为调度周期内成功调度的所有待执行任务所需的总时长，/>为所述卫星转发器总频率资源量中的反向频率资源总量，/>为调度周期内成功调度的待执行任务的总数。
本发明实施例实现了如下技术效果：该任务调度过程实现了考虑各个待执行任务的优先级，并基于优先级的级别优先调度高级别的待执行任务，有利于提高该任务调度的使用场景，可以满足不同待执行任务的优先级调度需求；同时，该任务调度过程还考虑了待执行任务的执行时间的要求，并对具有执行时间要求的待执行任务进行优先排序、优先调度，使得有利于提高该任务调度的时效性，满足不同待执行任务的不同执行时间的需求；此外，该任务调度过程是基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，最后基于卫星频率资源利用率最高的蜂王基因组编码来实现任务调度，且实现了待执行任务的并行执行，与现有技术中基于先入先出算法或人工进行调度的方案相比，具有卫星频率资源利用率高、计算复杂度适中、场景适用性强的优点。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，包括：
对获取的每个待执行任务进行编号；
获取每个所述待执行任务的优先级，根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；
在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，按照各个待执行任务的申请时间顺序对各个待执行任务的编号进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，得到每一类优先级级别的任务排序；
按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；
基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，在迭代过程中按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；
将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序；基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，其中，所述调度约束条件包括卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量、调度周期时长以及调度规则，所述调度规则包括以下信息项：在每个调度周期内执行所述待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的带宽资源之和小于等于大于所述卫星转发器总频率资源量，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的功率之和小于等于所述卫星转发器总功率资源量以及相邻两个调度周期在时间上是连续的；所述需求信息包括所需的前向带宽、所需的反向带宽、所需的前向功率以及任务时长。
2.如权利要求1所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行迭代优化，包括：
以所述初始蜂王基因组编码为当前蜂王基因组编码，对当前蜂王基因组编码进行复制，得到第一预设数量的复制的基因组编码，所述第一预设数量的复制的基因组编码和当前蜂王基因组编码组成蜂群，循环执行以下步骤，直至当前蜂王基因组编码不再变化，停止迭代优化过程：
对所述蜂群中除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码进行基因变异操作，得到变异后的基因组编码；
当前蜂王基因组编码、每份变异前的基因组编码以及每份变异后的基因组编码为所述蜂群中的不同个体，按照每个所述个体对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个所述个体对应的卫星频率资源利用率；
对各个所述个体对应的卫星频率资源利用率进行由大到小的排序，将卫星频率资源利用率最大的所述个体作为当前蜂王基因组编码，在所述排序中除了当前蜂王基因组编码之外，选取所述第一预设数量对应的排位之前的卫星频率资源利用率，选取的卫星频率资源利用率对应的个体和当前蜂王基因组编码构成下一代蜂群。
3.如权利要求2所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，对所述蜂群中除了当前蜂王基因组编码之外的每份基因组编码进行基因变异操作，包括：
针对每份基因组编码，在每份基因组编码的每一优先级等级内确定与当前蜂王基因组编码的对应优先级等级所包括的相同的第一编号，并确定每个所述第一编号在当前蜂王基因组编码的对应优先级等级内的第一排序位置，在每份基因组编码的对应优先级等级内，将每个所述第一编号与该份基因组编码的对应优先级等级内第一排序位置上的编号交换位置，以生成所述第一预设数量的基因交换后的基因组编码，其中，在每份基因组编码中按照预设基因交换率来确定所述第一编号的数量，所述预设基因交换率为在每份基因组编码中所述第一编号的数量与每份基因组编码的所有编号的数量的比值；
在所述第一预设数量的基因交换后的基因组编码中，随机选取第二预设数量的基因组编码，在选取的每份基因组编码中，在若干优先级等级内的各个编号中随机选取至少两个编号进行同优先级内排序位置调整，生成变异后的基因组编码，其中，按照预设基因变异率在选取的每份基因组编码中确定随机选取的编号的数量，所述预设基因变异率为在选取的每份基因组编码中改变排序位置的编号数量与每份基因组编码中总编号数量的比值，若干优先级等级的数量小于每份基因组编码包括的优先级等级的数量，随机选取的至少两个编号中不包括所述具有执行时间要求的待执行任务的编号。
4.如权利要求1至3中任一项所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，包括：
按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，分别计算前向信道的卫星频率资源利用率和反向信道的卫星频率资源利用率；
根据前向频率资源利用率的权重、所述前向信道的卫星频率资源利用率、反向频率资源利用率的权重以及所述反向信道的卫星频率资源利用率，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率。
5.如权利要求4所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，计算前向信道的卫星频率资源利用率，包括：
通过以下公式计算所述前向信道的卫星频率资源利用率：
其中，为所述前向信道的卫星频率资源利用率，/>为调度周期内第i个成功调度的待执行任务在前向信道调度周期内的频率资源消耗量，/>为调度周期时长，/>为调度周期内成功调度的所有待执行任务所需的总时长，/>为所述卫星转发器总频率资源量中的前向频率资源总量，/>为调度周期内成功调度的待执行任务的总数。
6.如权利要求4所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，计算反向信道的卫星频率资源利用率，包括：
通过以下公式计算所述反向信道的卫星频率资源利用率：
其中，为所述反向信道的卫星频率资源利用率，/>为调度周期内第i个成功调度的待执行任务在反向信道调度周期内的频率资源消耗量，/>为调度周期时长，/>为调度周期内成功调度的所有待执行任务所需的总时长，/>为所述卫星转发器总频率资源量中的反向频率资源总量，/>为调度周期内成功调度的待执行任务的总数。
7.如权利要求1至3中任一项所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法，其特征在于，所述调度规则还包括：
若上一调度周期内资源不足，上一调度周期内未执行完的所述待执行任务延续到当前调度周期内继续执行，上一调度周期内未执行完的所述待执行任务的开始时间、起始频率在当前调度周期内不改变。
8.一种卫星通信无线资源管理任务调度装置，其特征在于，包括：
编号模块，用于对获取的每个待执行任务进行编号；
优先级分类模块，用于获取每个所述待执行任务的优先级，根据优先级级别对获取的所有所述待执行任务进行分类；
任务排序模块，用于在每一类优先级级别中，对具有执行时间要求的待执行任务的编号进行优先排序，得到第一任务排序，对除了所述具有执行时间要求的待执行任务之外的其他各个待执行任务，按照各个待执行任务的申请时间顺序对各个待执行任务的编号进行排序，得到第二任务排序，将所述第二任务排序顺接在所述第一任务排序的末位后，得到每一类优先级级别的任务排序；
基因组编码构成模块，用于按照优先级由高到低的顺序，将各个优先级级别的任务排序顺次拼接，构成初始蜂王基因组编码；
基因组编码优化模块，用于基于遗传算法对所述初始蜂王基因组编码进行克隆、迭代优化，在迭代过程中按照每个基因组编码对应的任务排序执行各个所述待执行任务的情况，计算每个基因组编码对应的卫星频率资源利用率，将卫星频率资源利用率最高的基因组编码确定为蜂王基因组编码；
任务调度模块，用于将所述蜂王基因组编码中各个编号的顺序确定为各个编号对应的所述待执行任务的调度顺序；基于所述调度顺序，根据调度约束条件和每个所述待执行任务的需求信息，计算执行每个所述待执行任务的前向起始频率、反向起始频率以及开始时间，其中，所述调度约束条件包括卫星转发器总频率资源量、卫星转发器总功率资源量、调度周期时长以及调度规则，所述调度规则包括以下信息项：在每个调度周期内执行所述待执行任务所需的带宽资源和时间资源是连续的，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的带宽资源之和小于等于大于所述卫星转发器总频率资源量，在每个调度周期内同一时刻并行执行的各所述待执行任务占用的功率之和小于等于所述卫星转发器总功率资源量以及相邻两个调度周期在时间上是连续的；所述需求信息包括所需的前向带宽、所需的反向带宽、所需的前向功率以及任务时长。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7中任一项所述的卫星通信无线资源管理任务调度方法的计算机程序。
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