一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法

1.本发明涉及网络通信技术领域，更具体地，涉及一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法。


背景技术：

2.中低轨道卫星由于其特殊的轨道位置，星地链路短、信号传播时延短，能够为处于缺乏地面基础设施建设的偏远用户、远海航行用户等提供信息通信服务，受到了领域专家的广泛关注。对于多波束卫星来说，卫星的星下点区域成蜂窝状结构，各小区的信道资源有所差异，由于低轨道卫星对于运动速度快，在一次通信过程中可能需要进行多次信道切换。对于用户来说，在通话过程中的呼叫中断，相较于开始时的呼叫阻塞更让人难以接受，为了有效提高用户的通信服务质量，设计一种高效的信道预留策略，屏蔽小区间切换对用户通信的影响，同时高效整合资源、合理利用有限的信道资源是研究卫星信道分配问题的关键。
3.在现有的中低轨卫星信道分配的仿真实验中，一般有两种信道分配策略。第一种信道分配策略将根据当前卫星波束覆盖小区(简称“小区”)的用户接入数量，为用户在下一小区同时分配同样数量的信道，这样做可以使得接入卫星通信系统的用户保证100％的切换成功，但是由于在下一小区内为当前小区的所有的用户都进行了信道预留，导致下一小区内的新到达的用户的接入数量明显降低，系统资源的利用效率大大降低，用户有相当的可能性会在当前小区结束通话，在用户接入量大的情况下将造成资源的浪费。第二种信道分配策略是在每一个波束小区内固定数量的为切换呼叫进行预留，一般比例为10％-20％，这些信道将只用于对切换呼叫使用，相较于第一种信道分配方法，这种方法能够进一步提高信道资源利用率，但是当用户接入量较大的情况时，切换呼叫信道将不足以支撑所有用户的切换呼叫请求，造成部分用户的呼叫切换失败，造成用户的通话体验质量下降。


技术实现要素：

4.针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法、装置、设备及存储介质，对用户结束通话的概率进行预估，合理地对预留信道资源进行分配，实现大业务量话音业务条件下的信道资源有效分配。
5.为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，该方法包括：
6.s1.在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中不存在空闲信道时，获取所述当前卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，计算所述用户对应的信道抢占阈值概率；
7.s2.获取所述信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取所述最大值概率对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道；
8.s3.所述新呼叫以所述最大值抢占步骤s2中所述预留信道；
9.s4.在所述s3步骤抢占成功后，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如
果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞；
10.其中，所述信道抢占阈值概率，用于表示当前所述卫星波束覆盖小区内的用户在当前时刻不需要使用当前所述卫星波束覆盖小区内该用户的预留信道的概率。
11.进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
12.所述步骤s1包括：
13.s11.获取上一卫星波束覆盖小区内正在进行通话的用户数，记作cr；
14.s12.分别获取上述cr个用户到所述上一卫星波束覆盖小区和所述当前卫星波束覆盖小区边界的第一距离，设置参数qj：
[0015][0016]
其中xj表示第j个用户的所述第一距离；
[0017]
s13.分别获取所述用户在当前时刻已经完成的切换次数kj；
[0018]
s14.计算所述用户的所述信道抢占阈值概率tj：
[0019][0020]
其中，pk是地面用户切换概率，用于表示所述地面用户进行第k次切换的概率。
[0021]
进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0022]
所述地面用户切换概率的计算方式为：
[0023]
设置第一概率，表示为当用户在所述当前卫星波束覆盖小区内未能结束呼叫通话时，需要切换至所述下一卫星波束覆盖小区继续通话的概率：
[0024][0025]
其中，t
mc1
表示用户在所述当前卫星波束覆盖小区的运动时间，计算为用户与所述当前卫星波束覆盖小区右边界的距离与卫星星下点移动速度的比值，p
tmc1
(t)为t
mc1
的概率密度函数，td为通话时长；
[0026]
设置第二概率，表示为所述用户从所述当前卫星波束覆盖小区切换至所述下一卫星波束覆盖小区后，仍未结束通话时，需要再次切换的概率：
[0027][0028]
其中，t
mc2
表示用户在所述卫星波束覆盖小区完整的运动时间，计算方法如下：
[0029][0030]
依据所述第一概率和所述第二概率，计算所述地面用户切换概率pk如下：
[0031]
pk＝ph1ph2k-1，
[0032]
其中k表示切换次数；
[0033]
其中，αm是用户移动性参数，用于描述用户的移动程度，计算方式为卫星星下点波束的长度与用户在呼叫持续时间内移动的平均距离的比值：
[0034][0035]
其中，v
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，r为点波束的平均直径，tm为平均通话时长。
[0036]
进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0037]
所述步骤s4还包括：
[0038]
s41.计算所有用户的平均切换次数nk；
[0039]
s42.获取第i个卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，将所述用户编号为1～j’，并获取所述用户的切换次数n
j'
，提取所述切换次数满足n
j'
》nk+n'对应的用户并编号为1～j；
[0040]
s43.计算所述用户对应的所述信道抢占阈值概率tj，获取所述信道抢占阈值概率tj中的最大值max{tj}，获取所述max{tj}对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道c
rj
，所述新呼叫以所述max{tj}概率抢占所述预留信道c
rj
，如果抢占成功则转到s5，否则所述新呼叫阻塞；
[0041]
其中，所述n'是设定的阈值，所述平均切换次数nk的计算方式为：
[0042][0043]
其中，v
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，r为点波束的平均直径，tm为平均通话时长。
[0044]
进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0045]
所述n'优选满足p
[nk+n']+1
≤20％的阈值，其中[nk+n']表示对nk+n'向下取整数。
[0046]
进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0047]
在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中存在空闲信道时，所述新呼叫直接抢占所述空闲信道，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞。
[0048]
进一步地，上述一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法还包括：
[0049]
所述步骤s3中，若抢占所述预留信道失败，则所述新呼叫阻塞。
[0050]
按照本发明的第二个方面，还提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配装置，其包括：
[0051]
信息收集模块，被配置为收集用于信道分配的数据；
[0052]
信息处理模块，被配置为读取所述信息收集模块的数据，执行上述任一项所述的信道分配方法。
[0053]
按照本发明的第三个方面，还提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所
述的信道分配方法的步骤。
[0054]
按照本发明的第四个方面，还提供了一种存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行上述任一项所述的信道分配方法的步骤。
[0055]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0056]
本发明提供的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，对用户结束通话的概率进行预估，合理地对预留信道资源进行分配，实现大业务量话音业务条件下的信道资源有效分配，能够有效的降低用户呼叫阻塞的概率，大大提升用户服务质量。
附图说明
[0057]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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发明的一些实施例，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他的附图。
[0058]
图1为本发明实施例提供的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法的流程示意图；
[0059]
图2为本发明实施例提供的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法中卫星和用户相对位置关系示意图；
[0060]
图3为本发明实施例提供的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法通信过程中的各阶段过程示意图。
具体实施方式
[0061]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0062]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0063]
如图1所示，作为本发明的第一实施例，提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，该方法包括：
[0064]
s1.在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中不存在空闲信道时，获取所述当前卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，计算所述用户对应的信道抢占阈值概率；
[0065]
s2.获取所述信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取所述最大值概率对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道；
[0066]
s3.所述新呼叫以所述最大值抢占步骤s2中所述预留信道；
[0067]
s4.在所述s3步骤抢占成功后，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞；
[0068]
其中，所述信道抢占阈值概率，用于表示当前所述卫星波束覆盖小区内的用户在当前时刻不需要使用当前所述卫星波束覆盖小区内该用户的预留信道的概率。
[0069]
对于多波束卫星来说，卫星的星下点区域成蜂窝状结构，各小区的信道资源有所差异，由于低轨道卫星对于运动速度快，在一次通信过程中可能需要进行多次信道切换，即从上一个卫星的卫星波束覆盖小区切换到下一个卫星波束覆盖小区。对于用户来说，在通话过程中的呼叫中断，相较于开始时的呼叫阻塞更让人难以接受，为了有效提高用户的通信服务质量，设计一种高效的信道预留策略，屏蔽小区间切换对用户通信的影响，同时高效整合资源、合理利用有限的信道资源是研究卫星信道分配问题的关键。
[0070]
单个小区内的信道被划分为空闲信道、正在使用的信道和预留信道，其中空闲信道是呼叫接入时优先考虑的信道，正在使用的信道一般不宜占用，避免切断正在使用该信道的用户通话中断。本发明提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，通过计算分析，对用户结束通话的概率进行预估，合理地对预留信道资源进行分配，实现大业务量话音业务条件下的信道资源有效分配。
[0071]
如图2所示，作为本发明的第二实施例，在第一实施例的基础上，本实施例还包括：
[0072]
所述步骤s1包括：
[0073]
s11.获取上一卫星波束覆盖小区内正在进行通话的用户数，记作cr；
[0074]
s12.分别获取上述cr个用户到所述上一卫星波束覆盖小区和所述当前卫星波束覆盖小区边界的第一距离，设置参数qj：
[0075][0076]
其中xj表示第j个用户的所述第一距离；
[0077]
s13.分别获取所述用户在当前时刻已经完成的切换次数kj；
[0078]
s14.计算所述用户的所述信道抢占阈值概率tj：
[0079][0080]
其中，pk是地面用户切换概率，用于表示所述地面用户进行第k次切换的概率。
[0081]
本实施例中，第i-1个小区内正在进行通话的用户，他们在第i个小区内对应有预留信道，因此，该用户数即第i个小区内的预留信道数，记作cr。这里计算信道抢占阈值概率tj，就是计算上述用户中并不需要使用预留信道的概率。换句话说，如果用户在第i-1个小区内就结束了通话，或者该用户短时间内不会切入第i个小区，那么第i个小区内该用户的预留信道可以给新用户接入。反过来，如果认为该用户大概率不会在第i-1个小区内结束通话，且该用户短时间内就会切入第i个小区，那么第i个小区内该用户的预留信道依然需要为他保留，不宜接入新呼叫，以满足尽可能避免通话过程中的呼叫中断。
[0082]
信道抢占阈值概率中涉及到两个概率参数pk和qj，其中参数qj表示距离小区i-1和小区i的边界距离为xj的呼叫在短时间内发生切换的概率，可以看出该值越接近于1表示用户越远，要经过较长的时间才会发生切换，在这一段时间内小区i内的用户有机会已进入下
一小区或结束呼叫。
[0083]
作为本发明的第三实施例，在第二实施例的基础上，本实施例还包括：
[0084]
所述地面用户切换概率的计算方式为：
[0085]
设置第一概率，表示为当用户在所述当前卫星波束覆盖小区内未能结束呼叫通话时，需要切换至所述下一卫星波束覆盖小区继续通话的概率：
[0086][0087]
其中，t
mc1
表示用户在所述当前卫星波束覆盖小区的运动时间，计算为用户与所述当前卫星波束覆盖小区右边界的距离与卫星星下点移动速度的比值，p
tmc1
(t)为t
mc1
的概率密度函数，td为通话时长；
[0088]
设置第二概率，表示为所述用户从所述当前卫星波束覆盖小区切换至所述下一卫星波束覆盖小区后，仍未结束通话时，需要再次切换的概率：
[0089][0090]
其中，t
mc2
表示用户在所述卫星波束覆盖小区完整的运动时间，计算方法如下：
[0091][0092]
依据所述第一概率和所述第二概率，计算所述地面用户切换概率pk如下：
[0093]
pk＝ph1ph2k-1，
[0094]
其中k表示切换次数；
[0095]
其中，αm是用户移动性参数，用于描述用户的移动程度，计算方式为卫星星下点波束的长度与用户在呼叫持续时间内移动的平均距离的比值：
[0096][0097]
其中，v
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，r为点波束的平均直径，tm为平均通话时长。
[0098]
本实施例中提及的第一概率，是用户在本小区内未结束通话时需要切换一次的概率，第二概率是用户在切换之后，需要在下一个完整的小区内仍然未结束通话，进而切换的概率。对于每一个正在通话的用户，其发生k次切换时，只有第一次切换是按照第一概率的，而当其切换过一次后，后续所有的切换都需要经历完整的小区，因此概率均是第二概率。从地面用户切换概率pk的计算公式也不难发现，用户的电话时长会趋于平均值，即tm，也就是说用户长期处于通话状态，导致需要大量切换的概率是比较低的。
[0099]
本实施例中建模的用户移动性参数αm是一种应用于中低轨道卫星的简单的建模方式。对于中低轨道卫星而言，其移动速度快，用户相对于卫星来说可以认为是静止不动的，因此，上述用户移动性参数只考虑卫星的移动速度。本发明所述的信道分配方法同样可
以应用于高轨道卫星，对于高轨道卫星而言，其相对地球可以认为是静止不动的，因此，当用户处于高速移动状态(例如高速交通工具上时)，可以将上述用户移动性参数αm中的速度修改为用户的速度，可以同样适用本发明的方法。
[0100]
本实施例中具体建模方式是一种优选的，计算简单的实施方式。本领域技术人员容易得知当建模方式不同时，其中的地面用户切换概率pk和信道抢占阈值概率tj的具体计算方式也不同，即上述概率是不限于本实施例中后续步骤的计算方式的。
[0101]
作为本发明的第四实施例，在第三实施例的基础上，本实施例还包括：
[0102]
所述步骤s4还包括：
[0103]
s41.计算所有用户的平均切换次数nk；
[0104]
s42.获取第i个卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，将所述用户编号为1～j’，并获取所述用户的切换次数n
j'
，提取所述切换次数满足n
j'
》nk+n'对应的用户并编号为1～j；
[0105]
s43.计算所述用户对应的所述信道抢占阈值概率tj，获取所述信道抢占阈值概率tj中的最大值max{tj}，获取所述max{tj}对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道c
rj
，所述新呼叫以所述max{tj}概率抢占所述预留信道c
rj
，如果抢占成功则转到s5，否则所述新呼叫阻塞；
[0106]
其中，所述n'是设定的阈值，所述平均切换次数nk的计算方式为：
[0107][0108]
其中，v
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，r为点波束的平均直径，tm为平均通话时长。
[0109]
进一步地，本实施例还包括：
[0110]
所述n'优选满足p
[nk+n']+1
≤20％的阈值，其中[nk+n']表示对nk+n'向下取整数。
[0111]
本实施例中，考虑到前一小区内如果存在多个新接入用户或者少次切换的用户，这些用户会极大概率的进行切换，如果抢占他们的信道，则同样会造成这些用户的通话中断，降低这些用户的通话体验。本发明设置的信道抢占阈值概率不但与切换次数有关，还与用户到小区边界的距离有关，因此，上述新接入或者少次切换的用户依然有可能会计算得到一个较大的信道抢占阈值概率，从而被新呼叫抢占他们的预留信道。因此，设置一定的切换阈值，保证新呼叫只抢占切换次数超过一定数值的用户，可以进一步提高用户的通话体验。
[0112]
由于地面用户切换概率pk是切换次数k的单调递减函数，因此，优选p
[nk+n']+1
≤20％作为阈值，此时地面用户已经切换较多次数，通话即将完成的概率较高，抢占这些用户的预留信道影响更小。本领域技术人员也可以根据需要进行相应的阈值调整。
[0113]
作为本发明的第五实施例，在第四实施例的基础上，本实施例还包括：
[0114]
在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中存在空闲信道时，所述新呼叫直接抢占所述空闲信道，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞。
[0115]
进一步地，本实施例还包括：
[0116]
所述步骤s3中，若抢占所述预留信道失败，则所述新呼叫阻塞。
[0117]
设置相应的阻塞规则，可以尽可能避免新用户接入后因为没有预留信道，导致通话时间不长的时候就会被阻塞信道，避免降低用户体验。
[0118]
本发明中，还包括对于呼叫中的用户，切换信道的规则设置如下：
[0119]
步骤1：判断用户在下一小区中的预留信道是否被抢占，若被抢占，则转到步骤2，若没有被抢占则转到步骤3；
[0120]
步骤2：判断下一小区内是否有空余信道，如果有空余信道则转到步骤3，若不存在空余信道则切换呼叫阻塞；
[0121]
步骤3：将呼叫接入至下一小区，预估切换时刻，并在下一小区的相应时间间隔内进行信道预留。
[0122]
即对呼叫中的用户，只判断该用户在下一小区内信道是否被抢占，如果被抢占则再判断是否有空余信道，如果该用户的信道被抢占，且没有空余信道，则呼叫阻塞。
[0123]
作为本发明的第六实施例，还提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配装置，其包括：
[0124]
信息收集模块，被配置为收集用于信道分配的数据；
[0125]
信息处理模块，被配置为读取所述信息收集模块的数据，执行上述任一项所述的信道分配方法。
[0126]
作为本发明的第七实施例，还提供了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所述的信道分配方法的步骤。
[0127]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、dvd、cd-rom、微型驱动器以及磁光盘、rom、ram、eprom、eeprom、dram、vram、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统(包括分子存储器ic)，或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
[0128]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0129]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：s1.在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中不存在空闲信道时，获取所述当前卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，计算所述用户对应的信道抢占阈值概率；s2.获取所述信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取所述最大值概率对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道；s3.所述新呼叫以所述最大值概率抢占步骤s2中所述预留信道；s4.在所述s3步骤抢占成功后，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞；其中，所述信道抢占阈值概率，用于表示当前所述卫星波束覆盖小区内的用户在当前时刻不需要使用当前所述卫星波束覆盖小区内该用户的预留信道的概率。2.如权利要求1所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述步骤s1包括：s11.获取上一卫星波束覆盖小区内正在进行通话的用户数，记作c
r
；s12.分别获取上述c
r
个用户到所述上一卫星波束覆盖小区和所述当前卫星波束覆盖小区边界的第一距离，设置参数q
j
：其中x
j
表示第j个用户的所述第一距离；s13.分别获取所述用户在当前时刻已经完成的切换次数k
j
；s14.计算所述用户的所述信道抢占阈值概率t
j
：其中，p
k
是地面用户切换概率，用于表示所述地面用户进行第k次切换的概率。3.如权利要求2所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述地面用户切换概率的计算方式为：设置第一概率，表示为当用户在所述当前卫星波束覆盖小区内未能结束呼叫通话时，需要切换至所述下一卫星波束覆盖小区继续通话的概率：其中，t
mc1
表示用户在所述当前卫星波束覆盖小区的运动时间，计算为用户与所述当前卫星波束覆盖小区右边界的距离与卫星星下点移动速度的比值，p
tmc1
(t)为t
mc1
的概率密度函数，t
d
为通话时长；设置第二概率，表示为所述用户从所述当前卫星波束覆盖小区切换至所述下一卫星波束覆盖小区后，仍未结束通话时，需要再次切换的概率：
其中，t
mc2
表示用户在所述卫星波束覆盖小区完整的运动时间，计算方法如下：依据所述第一概率和所述第二概率，计算所述地面用户切换概率p
k
如下：p
k
＝p
h1
p
h2k-1
，其中k表示切换次数；其中，α
m
是用户移动性参数，用于描述用户的移动程度，计算方式为卫星星下点波束的长度与用户在呼叫持续时间内移动的平均距离的比值：其中，v
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，r为点波束的平均直径，t
m
为平均通话时长。4.如权利要求1所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述步骤s4还包括：s41.计算所有用户的平均切换次数nk；s42.获取第i个卫星波束覆盖小区中所有预留信道对应的用户，将所述用户编号为1～j’，并获取所述用户的切换次数n
j'
，提取所述切换次数满足n
j'
>nk+n'对应的用户并编号为1～j；s43.计算所述用户对应的所述信道抢占阈值概率t
j
，获取所述信道抢占阈值概率t
j
中的最大值max{t
j
}，获取所述max{t
j
}对应用户在当前所述卫星波束覆盖小区内的预留信道c
rj
，所述新呼叫以所述max{t
j
}概率抢占所述预留信道c
rj
，如果抢占成功则转到s5，否则所述新呼叫阻塞；其中，所述n'是设定的阈值，所述平均切换次数nk的计算方式为：其中，v
sat
为卫星星下点在所述卫星波束覆盖小区中的移动速度，r为点波束的平均直径，t
m
为平均通话时长。5.如权利要求4所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述n'优选满足p
[nk+n']+1
≤20％的阈值，其中[nk+n']表示对nk+n'向下取整数。6.如权利要求1所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：在新呼叫请求到达当前卫星波束覆盖小区，且所述当前卫星波束覆盖小区中存在空闲信道时，所述新呼叫直接抢占所述空闲信道，判断下一卫星波束覆盖小区是否存在空闲信道，如果存在则设置所述空闲信道为所述新呼叫在所述下一卫星波束覆盖小区的预留信道，并接入所述新呼叫，否则所述新呼叫阻塞。
7.如权利要求1所述的一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，其特征在于：所述步骤s3中，若抢占所述预留信道失败，则所述新呼叫阻塞。8.一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配装置，其特征在于，包括：信息收集模块，被配置为收集用于信道分配的数据；信息处理模块，被配置为读取所述信息收集模块的数据，执行如权利要求1～7任一项所述的信道分配方法。9.一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配设备，其特征在于，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行权利要求1～7任一项所述方法的步骤。10.一种存储介质，其特征在于，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行权利要求1～7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配方法，该方法包括：在新呼叫请求到达当前小区，且不存在空闲信道时，获取当前小区中所有预留信道对应的用户，计算用户对应的信道抢占阈值概率；获取信道抢占阈值概率中的最大值概率，获取对应的预留信道；新呼叫以最大值概率抢占；在抢占成功后，判断下一小区是否存在空闲信道，如果存在则设置空闲信道为新呼叫在下一小区的预留信道，并接入新呼叫，否则新呼叫阻塞；本发明还公开了一种基于预先估计的中低轨道卫星信道分配装置、相应的设备及存储介质。本发明对用户结束通话的概率进行预估，合理地对预留信道资源进行分配，实现大业务量话音业务条件下的信道资源有效分配。配。配。


技术研发人员：邹自力 段超凡 罗颖光 余奇 张江 刘一鸣 严其飞 胡佳 李冬 赵丽丽
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/7/19