一种基于预案匹配的vsat卫星通信网建链资源分配方法与流程

1.本发明涉及卫星通信系统，更具体地，涉及一种基于预案匹配的vsat卫星通信网建链资源分配方法。


背景技术：

2.卫星通信作为地面网络的扩展，可以实现站点间远距离互联，为偏远地区提供数据、互联网等多媒体接入。卫星通信的实现方式有很多，其中最普遍的是采用 vsat 方式。
3.vsat，又称甚小口径终端，指一类具有小口径天线的地球站，通常可以很方便的安装在用户站，与卫星服务商的关口站协同工作，组成一个卫星通信网，能够支持范围广泛的单向或双向数据、语音、视频等业务。它具有组网灵活、系统可靠性高、设备成本低、安装方便、扩容性好、业务开通快等特点，可建立关口站与用户站间的直达线路，避免了地面中继线路问题，是作为偏远地区基站回传、互联网接入、远程教育等应用的一种很好选择。由于用户站天线口径小，发射功率低，因此站点规模和建设成本低，非常适合作为地面光纤网的补充，进行大规模的站点部署和业务覆盖；但vsat卫星网管理复杂，建链路径多样，在申请使用卫星链路时等待时间较长，如果设定建链预案，则可以大大缩短申请时间。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种基于预案匹配的vsat卫星通信网建链资源分配方法，可以解决现有技术中存在的组网通信任务通信不稳定，通信流程不便捷的问题。
5.本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于预案匹配的vsat卫星通信网建链资源分配方法，包括：s1、检测任务区域是否有波束覆盖；s2、根据任务装备、业务类型计算出任务所需资源大小；s3、根据任务起止时间及计算出的所需资源大小，到卫星资源库查询可用资源，生成组网预案；s4、进行组网网络评估，根据评估结果进行任务资源的动态调配。
6.优选地，检测任务区域是否有波束覆盖，根据任务的卫星资源和装备数据信息，计算所使用的卫星转发器的波束范围，判断其范围是否覆盖了执行任务所需装备坐标。判断任务区域点是否都在波束范围内计算方式如下：每个卫星覆盖区域中有若干个点波束覆盖单元，区域内用户用表示，其中下角标i代表波束，j为用户编号，设每个区域内用户总数为，则j=1,2，...，；对于用户位置的随机分布，考虑用户在卫星覆盖区域内服从均匀分布和二维正态分布两种情况，设目标区域中，用户位置坐标由二维随机变量（，）表示，用户均匀分布时，二维随机变量的概率密度函数为
其中，a为卫星覆盖区域总面积；用户位置服从二维正态分布时，二维随机变量的概率密度函数为其中，用户（，）在卫星覆盖区内服从均值为，，方差为，，=0的二维正态分布，用户集中分布趋于位置坐标（，），方差描述用户离散程度；区域内用户平均业务量强度为，每个用户特征用几何r表示为：其中，每个用户地理位置分布于业务流量强度没有直接的等价关系，即用户业务量需求强度可表示为：其中，eirp为等效全向辐射功率，可表示用户差异性，表示带宽；每个区域用户业务量等效建模为非均匀分布的平均业务量请求为：定义在波束覆盖范围的实际容量为矩阵a，则：其中r为用户量请求矩阵，当请求容量总和大于波束可提供容量时，的实际容量矩阵a=c;当波束满足业务量请求时，实际容量矩阵a=r；c为信道容量，如下表示：其中，b为波束带宽，为波束s的信道衰减系数，p为固定的等效下行辐射功率，为平均噪声功率谱密度，为零均值噪声，协方差为；则引入三维目标函数：其中，x，y为中用户所处位置坐标；z为时隙序号，e（x，y，z）为波束分配矩阵，矩阵中元素取值为0或1，当e=1时，x，y所处的在z时刻有波束覆盖，反之，没有波束覆盖，z取值为正整数，范围在[1,z]，其中z表示一个周期内的时隙总数；0表示为false:未覆盖，1表示为true:覆盖。
[0007]
优选的，波束覆盖检测返回值为false时，检测是否有波束可移至任务区域，如若
满足通信任务可继续，如若仍不满足，通信任务不成立。
[0008]
优选的，根据任务装备、业务类型计算出任务所需资源大小，所需资源大小计算方式如下：式如下：为占星带宽，单位mhz；为数据速率，单位mbps；为编码速率，通常为1/2、3/4、7/8等；m为调制方式阶数，bpsk时为2，qpsk时m为4，依此类推；α为滚将系数。
[0009]
优选的，进行组网网络评估，根据评估结果进行任务资源的动态调配。组网网络评估根据网系下各通信子网运行状态数据，对运行数据进行综合处理，依照评估指标体系对资源使用、网系设备运行、业务通信等情况进行综合评估，生成实时评估结果，进行存储和作为网络优化调整的依据。
[0010]
优选的，任务资源动态调配根据组网网络评估结果自动触发资源调配动作，根据定义的资源调配行为触发的阈值或条件，发起资源动态调配；向卫星资源池发送资源分配或回收的请求，卫星资源池从可用资源中划拨卫星资源，完成资源状态转移操作后，返回资源调配结果，生成完整的资源调配预案发送给网络规划执行，执行结果是生成新的组网参数。
[0011]
优选的，组网网络评估可根据具体网系设定不同评估指标及指标权重，来计算网络综合评估结果，综合评估指标计算公式如下：cai为综合评估指数；为各指标对应数值；为各指标对应权重值；n为指标数量。
[0012]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明提供的一种基于预案匹配的 vsat卫星通信网建链资源分配方法，很好的解决了建链流程不便捷、vsat卫星组网通信不稳定、建链申请耗时长的问题。
[0013]
2.本发明提供的一种基于预案匹配的 vsat卫星通信网建链资源分配方法，大大缩短申请时间，减少了申请使用卫星链路时等待时间，提高了效率。
附图说明
[0014]
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
[0015]
图1为本发明实施例提供的基于vsat通信网组网预案策略的方法的流程图。
具体实施方式
[0016]
下面将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0017]
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0018]
图1是根据本发明实施例的基于vsat通信网组网预案策略的方法的流程图。根据本发明的第一方面，包括：检测用户录入任务的区域是否有波束覆盖，如若没有是否有波束可移动至任务区域；根据任务装备、业务类型计算出任务所需资源大小；根据任务起止时间及计算出的所需资源大小，到卫星资源库查询可用资源；进行组网网络评估，根据评估结果进行任务资源的动态调配。
[0019]
可选地，检测任务区域是否有波束覆盖，根据任务的卫星资源和装备数据信息，计算所使用的卫星转发器的波束范围，判断其范围是否覆盖了执行任务所需装备坐标。判断任务区域点是否都在波束范围内计算方式如下：每个卫星覆盖区域中有若干个点波束覆盖单元，区域内用户用表示，其中下角标i代表波束，j为用户编号，设每个区域内用户总数为，则j=1,2，...，；对于用户位置的随机分布，考虑用户在卫星覆盖区域内服从均匀分布和二维正态分布两种情况，设目标区域中，用户位置坐标由二维随机变量（，）表示，用户均匀分布时，二维随机变量的概率密度函数为其中，a为卫星覆盖区域总面积；用户位置服从二维正态分布时，二维随机变量的概率密度函数为其中，用户（，）在卫星覆盖区内服从均值为，，方差为，，=0的二维正态分布，用户集中分布趋于位置坐标（，），方差描述用户离散程度；区域内用户平均业务量强度为，每个用户特征用几何r表示为：其中，每个用户地理位置分布于业务流量强度没有直接的等价关系，即用户业务量需求强度可表示为：其中，eirp为等效全向辐射功率，可表示用户差异性，表示带宽；每个区域用户业务量等效建模为非均匀分布的平均业务量请求为：
定义在波束覆盖范围的实际容量为矩阵a，则：其中r为用户量请求矩阵，当请求容量总和大于波束可提供容量时，的实际容量矩阵a=c;当波束满足业务量请求时，实际容量矩阵a=r；c为信道容量，如下表示：其中，b为波束带宽，为波束s的信道衰减系数，p为固定的等效下行辐射功率，为平均噪声功率谱密度，为零均值噪声，协方差为；则引入三维目标函数：其中，x，y为中用户所处位置坐标；z为时隙序号，e（x，y，z）为波束分配矩阵，矩阵中元素取值为0或1，当e=1时，x，y所处的在z时刻有波束覆盖，反之，没有波束覆盖，z取值为正整数，范围在[1,z]，其中z表示一个周期内的时隙总数；0表示为false:未覆盖，1表示为true:覆盖；程序算法如下：flag:返回结果是否覆盖 true:覆盖 false:未覆盖
作为一种具体的实施方式，波束覆盖检测返回值为false时，检测是否有波束可移至任务区域，如若满足通信任务可继续，如若仍不满足，通信任务不成立。
[0020]
作为一种具体的实施方式，根据任务装备、业务类型计算出任务所需资源大小，所需资源大小计算方式如下：需资源大小计算方式如下：为占星带宽，单位mhz；为数据速率，单位mbps；为编码速率，通常为1/2、3/4、7/8等；m为调制方式阶数，bpsk时为2，qpsk时m为4，依此类推；α为滚将系数。
[0021]
作为一种具体的实施方式，根据任务起止时间及计算出的所需资源大小，到卫星资源库查询可用资源，生成组网预案。生成可用资源组网预案程序计算方式如下：作为一种具体的实施方式，进行组网网络评估，根据评估结果进行任务资源的动态调配。组网网络评估根据网系下各通信子网运行状态数据，对运行数据进行综合处理，依照评估指标体系对资源使用、网系设备运行、业务通信等情况进行综合评估，生成实时评估结果，进行存储和作为网络优化调整的依据。
[0022]
作为一种具体的实施方式，任务资源动态调配根据组网网络评估结果自动触发资源调配动作，根据定义的资源调配行为触发的阈值或条件，发起资源动态调配；向卫星资源池发送资源分配或回收的请求，卫星资源池从可用资源中划拨卫星资源，完成资源状态转移操作后，返回资源调配结果，生成完整的资源调配预案发送给网络规划执行，执行结果是生成新的组网参数。
[0023]
作为一种具体的实施方式，组网网络评估可根据具体网系设定不同评估指标及指标权重，来计算网络综合评估结果，组网网络评估指标权重参数如下表表1所示：
综合评估指标计算公式如下：cai为综合评估指数；为各指标对应数值；为各指标对应权重值；n为指标数量。
[0024]
作为一种具体的实施方式，通过当前设定阈值与网络评估结果进行对比，如有任意一项满足策略要求，则返回当前可调配任务数据，计算方式如下：需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于设备实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可是不是物理上分开的。
[0025]
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。