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。
[0168] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0169] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实 施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述的比较简单，相关之处参见方法实施例 的部分说明即可。 阳170]W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种应用于卫星通信系统的带宽分配方法，其特征在于，所述方法包括： 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； 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； 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； 根据所述请求信息中的最小保证时隙数和请求时隙数、所述关系函数以及当前系统的 可分配时隙总数，构建效用最大化模型； 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； 根据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，确定分配给所述目标用户的带宽。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先构建的效用函数为：其中，所述Q1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％是当前系统所采用调制方式的目标调制阶数，所述R1是当前系统的目标编码速率， 所述Mn1是第i个目标用户的最小保证时隙数，所述Xi是第i个目标用户的所分配时隙 数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述效用最大化模型为：其中，所述Hiax1是第i个目标用户的请求时隙数，所述mini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。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据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，确定分配给所述目标用户 的带宽，包括： 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。5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据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，确定分配给所述目标用户 的带宽，包括： 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； 否则，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。6. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述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，包括： 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； 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； 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。7. 根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述效用增量值对应的效用增量公式为：其中，所述Au(X1)是效用增量值，所述X1是第i个目标用户的所分配时隙数，所述u(Xl+1)是给第i个目标用户分配Xl+1个时隙时产生的效用值，所述u(X1)是给第i个目标 用户分配^个时隙时产生的效用值，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Q1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。8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从预先构建的效用最大化模型中提取非 线性规划模型为：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：并且，4 = [^.」 其中，所述X1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M前系统所采用调制方式的目标调制阶数，所述Q1是第i个目标用户的目标业务请求的优先 级，所述R1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min1是 第i个目标用户的最小保证时隙数。9. 根据权利要求6所述方法，其特征在于，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，并将所述目标用户相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。10. -种应用于卫星通信系统的带宽分配系统，其特征在于，包括： 接收单元，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； 提取单元，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； 生成单元，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； 构建单元，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 以及当前系统的可分配时隙总数，构建效用最大化模型； 求解单元，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； 确定单元，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。
【专利摘要】本发明实施例提供了一种应用于卫星通信系统的带宽分配方法及系统，方法包括：接收目标用户的目标业务请求并确定目标业务请求对应的优先级；从目标业务请求中提取目标用户的请求信息；基于优先级、最小保证时隙数、目标调制阶数和目标编码速率，利用预先构建的效用函数，生成关于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；根据请求信息中的最小保证时隙数和请求时隙数、关系函数和当前系统的可分配时隙总数，构建效用最大化模型；求解效用最大化模型在得到最大效用值时目标用户的所分配时隙数，根据所分配时隙数确定分配给目标用户的带宽。应用本发明实施例，兼顾了系统性能和用户请求进行带宽分配，并提高了带宽利用率。
【IPC分类】H04B7/185
【公开号】CN105391491
【申请号】CN201510789137
【发明人】田清华, 张琦, 忻向军, 张丽佳, 刘博 , 田凤, 张荻, 陈东, 曹桂兴
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月17日