一种应用于卫星通信系统的带宽分配方法及系统的制作方法_4

文档序号:9633594阅读:来源:国知局
值从大到小的顺序为每一个目标用 户分配一个时隙,且每分配一次都计算该目标用户时隙分配总数是否等于请求时隙数,若 相等,不再对该目标用户进行再次分配,若小于请求时隙数,继续执行下一次分配。
[01巧]更进一步的,在本发明的一个优选实施例中,从预先构建的效用最大化模型中提 取非线性规划模型为:
阳127]且通过拉格朗日乘数法对该非线性规划模型求解,得到的最优解为:
阳129] 并且,4=[写_
[0130]其中,所述Xi是第i个目标用户的所分配时隙数,所述N是待分配用户总数,所述 Mi当前系统所采用调制方式的目标调制阶数,所述Qi是第i个目标用户的目标业务请求 的优先级,所述Ri是当前系统的目标编码速率,所述B是当前系统的可分配时隙总数,所述 mini是第i个目标用户的最小保证时隙数。可W理解的是,在该技术方案中,通过从预先构 建的效用最大化模型中提取该非线性规划模型,并使用该非线性规划模型计算得到最优时 隙分配数的同时,进一步的结合贪婪算法求解时隙分配数,减少了计算量,节约了卫星系统 的有限的计算资源。 阳131]需要强调的是,上述预先构建的效用函数、最大化模型、效用增量公式和非线性规 划模型并不是唯一的,可具体根据用户请求信息和链路状态信息具体确定,另外,求解得到 的最优时隙分配数可能是分数或者小数,不便于时隙分配,因此可采用下取整的方式获得 整数,即.Y,'=Ls _。
[0132]更进一步的,本发明实施例所提供的方法还包括:当判断出当前系统的可分配时 隙总数按照所有所述目标用户的最小保证时隙数分配不足够分配时,按照所述目标业务请 求对应的优先级由高到底的顺序对所有所述目标用户进行最小保证时隙数分配,并将所述 目标用户所对应的所分配时隙数作为所述效用最大化模型在得到最大效用值时所分配时 隙数。可W理解的是,在该技术方案中,当前系统的可分配时隙总数不充足时,具体可为:按 照所有所述目标用户的最小保证时隙数进行分配不足够分配时,按照优先级的高低顺序依 次对所有所述目标用户进行时隙分配,且时隙分配数为所有所述目标用户对应的最小保证 时隙数。
[0133] 例如:当网络电话业务的优先级设定为2,视频业务的优先级设定为I.75,游戏业 务的优先级设定为1. 5,网页浏览业务的优先级设定为1. 25时,且目标用户一请求使用网 络电话业务,目标用户二请求使用视频业务,目标用户=请求使用游戏业务和网页浏览业 务,则按照业务优先级从高到低的顺序,先对目标用户一分配该目标用户一请求的最小保 证时隙数,对目标用户一分配时隙完毕后,再对目标用户二进行时隙分配,且时隙分配数量 为目标用户二请求的最小保证时隙数,若对目标用户二分配完毕后,无剩余时隙数,则不再 对目标用户S进行时隙分配,若对目标用户二分配完毕后还存在剩余时隙数,则按照目标 用户=请求的最小保证时隙数对目标用户=进行分配。
[0134] 需要强调的是,该目标用户包括但是不局限于目标用户一、目标用户二和目标用 户=,且上述方案仅代表本发明的一个具体实施例,并不局限于该具体实施例。
[0135] 相应于上述方法实施例,本发明实施例还提供了一种应用于卫星系统的带宽分配 系统,如图2所示,该应用于卫星系统的带宽分配系统可W包括:
[0136] 接收单元201,用于接收目标用户的目标业务请求并确定所述目标业务请求所对 应的优先级,其中,所述目标用户为一个或多个;
[0137] 提取单元202,用于从所述目标业务请求中提取所述目标用户的请求信息,其中, 所述请求信息包括最小保证时隙数和请求时隙数;
[0138] 生成单元203,用于基于所述优先级、所述最小保证时隙数、当前系统所采用调制 方式的目标调制阶数和当前系统的目标编码速率,利用预先构建的效用函数,生成关于所 述目标用户的所分配时隙数与该所分配时隙数所对应的效用值的关系函数,其中,所述效 用函数对应的效用值用于衡量给所述目标用户分配时隙时所产生的带宽利用率的高低,且 对于给定的效用值X和效用值Y,如果效用值X大于效用值Y,则效用值X所对应的带宽利 用率大于效用值Y所对应的带宽利用率;
[0139] 构建单元204,用于根据所述请求信息中的最小保证时隙数和请求时隙数、所述关 系函数W及当前系统的可分配时隙总数,构建效用最大化模型;
[0140] 求解单元205,用于求解所述效用最大化模型在得到最大效用值时所述目标用户 的所分配时隙数; 阳141] 确定单元206,用于根据求解得到的最大效用值对应的所述目标用户的所分配时 隙数,确定分配给所述目标用户的带宽。 阳142] 本发明实施例中,基于用户的请求业务的优先级、最小保证时隙数和请求时隙数 等关于用户请求信息,当前系统采用的调制方式W及调制方式对应的调制阶数和编码速率 等链路信息构建效用最大化模型,并求解最大效用值对应的时隙数,进而根据求解得到的 时隙数,确定分配给用户的带宽,能够在充分考虑了用户需求的同时,对当前系统的链路状 态也进行了充分的考虑,兼顾了系统性能和用户请求,避免了对通信质量不好的链路分配 过多的带宽,提高了带宽资源的利用率。 阳143] 具体的,所述生成单元203所利用的所述预先构建的效用函数为:
[0145] 其中,所述Qi是第i个目标用户的目标业务请求的优先级,所述N是待分配用户 总数,所述Mi是当前系统所采用调制方式的目标调制阶数,所述Ri是当前系统的目标编码 速率,所述mini是第i个目标用户的最小保证时隙数,所述X1是第i个目标用户的所分配 时隙数。 阳146]具体的,所述构建单元204所构建的所述效用最大化模型为:
[0148] 其中,所述maXi是第i个目标用户的请求时隙数,所述min 1是第i个目标用户的 最小保证时隙数,所述B是当前系统的可分配时隙总数。
[0149] 更进一步的,在一种实现方式中,所述确定单元206具体用于:将求解得到的所述 效用最大化模型在得到最大效用值时所述目标用户的所分配时隙数和当前系统信道对应 的频率通带的乘积作为分配给所述目标用户的带宽。 阳150]更进一步的,在另一种实现方式中,所述确定单元206具体用于: 阳151]判断所述求解得到的最大效用值对应的所述目标用户的所分配时隙数是否大于 请求时隙数,如果是,将所述目标用户的请求时隙数和当前系统信道对应的频率通带的乘 积作为分配给所述目标用户的带宽; 阳152]否则,用于将求解得到的所述效用最大化模型在得到最大效用值时所述目标用户 的所分配时隙数和当前系统信道对应的频率通带的乘积作为分配给所述目标用户的带宽。 阳153]更进一步,所述求解单元205包括:第一分配单元、第二分配单元和判断单元; [0154]所述第一分配单元,用于判断当前系统的可分配时隙总数按照所有所述目标用户 的最小保证时隙数分配是否足够分配,如果是,分别按照相应最小保证时隙数给所有所述 目标用户分配时隙,并确定当前系统的剩余时隙数和第一类目标用户,其中,所述第一类目 标用户为所有所述目标用户中已分配到最小保证时隙数但未满足相应请求时隙数的目标 用户,第二类目标用户为所有目标用户中已分到最小保证时隙数且满足相应请求时隙数的 目标用户;
[0K5]所述第二分配单元,用于将所述第二类目标用户请求的最小保证时隙数,作为所 述效用最大化模型在得到最大效用值时所述第二类目标用户的所分配时隙数; 阳156]所述判断单元,用于判断剩余时隙数是否满足给各个第一类目标用户分配至少两 个时隙;当所述判断单元判断出剩余时隙数满足给各个第一类目标用户分配至少两个时隙 时,从预先构建的效用最大化模型中提取非线性规划模型,并利用拉格朗日乘数法求解所 述非线性规划模型,得到在所述非线性规划模型获取最大效用值时第一类目标用户的所分 配时隙数,继续判断当前系统的可分配时隙总数是否满足给各个第一类目标用户分配一个 时隙,如果是,利用基于优先分配效用增量值较大的目标用户的贪婪算法,为所述第一类目 标用户分配一个时隙,将所述第一类目标用户当前所分配的总时隙数,作为所述效用最大 化模型在得到最大效用值时所述第一类目标用户的所分配时隙数;当所述判断单元判断出 剩余时隙数不满足给各个第一类目标用户分配至少两个时隙时,利用基于优先分配效用增 量值较大的目标用户的贪婪算法,为所述第一类目标用户分配当前系统的剩余时隙数,进 而,在当前系统的剩余时隙数被分配完毕后,将所述第一类目标用户当前所分配的总时隙 数,作为所述效用最大化模型在得到最大效用值时所述第一类目标用户的所分配时隙数。 阳157]具体的,所述效用增量值对应的效用增量公式为:
阳159]其中,所述Au(Xi)是效用增量值,所述Xi是第i个目标用户的所分配时隙数,所 述u(Xi+l)是给第i个目标用户分配Xi+1个时隙时产生的效用值,所述U(Xi)是给第i个 目标用户分配Xi个时隙时产生的效用值,所述N是待分配用户总数,所述M1是当前系统所 采用调制方式的目标调制阶数,所述Qi是第i个目标用户的目标业务请求的优先级,所述 mini是第i个目标用户的最小保证时隙数。
[0160]具体的,从预先构建的效用最大化模型中提取非线性规划模型为:
阳162]且通过拉格朗日乘数法对所述非线性规划模型求解,得到的最优解为:
[0164]并且,A-, =k-_
[0165] 其中,所述Xi是第i个目标用户的所分配时隙数,所述N是待分配用户总数,所述 Mi当前系统所采用调制方式的目标调制阶数,所述Qi是第i个目标用户的目标业务请求 的优先级,所述Ri是当前系统的目标编码速率,所述B是当前系统的可分配时隙总数,所述 mini是第i个目标用户的最小保证时隙数。 阳166]更进一步的,所述第一分配单元还用于: 阳167]当判断出当前系统的可分配时隙总数按照所有所述目标用户的最小保证时隙数 分配不足够分配时,按照所述目标业务请求对应的优
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1