[发明专利]一种宽带多媒体卫星系统带宽动态调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及宽带多媒体卫星系统中的一种带宽调度方法，具体涉及一种采用多频时分多址接入（Multi-frequency Time Division Multiple Access MF-TDMA）体制的宽带多媒体卫星系统中的带宽动态调度方法。

背景技术

宽带多媒体卫星系统以传输高速宽带多媒体业务为主要特色近年来获得了迅猛发展。与传统卫星通信系统相比，其最大的不同之处在于承载的业务由低速的数据、话音业务转变为集图像、声音、视频、文本为一体的高速率、交互式多媒体业务。由于系统承载的用户数更多，业务突发性更强，为系统的带宽管理带来更加严峻的挑战。

为了高效利用带宽资源，现有宽带多媒体卫星系统大都采用MF-TDMA体制，其带宽管理分为连接和突发两个层次：连接层主要是针对话音、视频等实时业务进行连接准入控制；突发层主要是针对网页、电子邮件等非实时业务进行带宽动态调度。相对固定分配和随机分配，带宽动态调度即可保证业务的可靠发送又可实现卫星波束覆盖区内不同终端不同业务连接对带宽的统计复用，大大提高了系统带宽的利用率，是宽带多媒体卫星系统带宽管理所采用的主要策略。

目前宽带多媒体卫星系统中有代表性的带宽动态调度的算法是Le-Ngoc等人[1]在文献“Interactive Multimedia Satellite Access Communications,IEEE Communications Magazine,vol.41,pp.78-85,2003”中提出的联合按需自由分配多址接入（Combined Free/Demand Assignment Multiple Access CFDAMA）协议族及其变种。目前广泛应用的基于卫星回传链路的数字视频广播系统（Digital Video Broadcast-Return Channel via Satellite DVB-RCS）标准所采用的带宽管理机制就是以该协议为基础。CFDAMA协议在处理带宽请求时采用先按需分配，后自由分配的策略，其中按需分配为基于带宽请求的先来先服务方式，该方法的问题在于先来先服务无法很好的确保服务的优先级。

为解决该问题，Lee Ki-dong等人在文献“A real-time algorithm for timeslot assignment in multirate return channels of interactive satellite multimedia networks,IEEE Journal on Selected Areas in Communications,vol.22,pp.518-528,2004.”提出基于终端优先级权重进行带宽调度的方法，该方法根据终端承载的业务类型将终端划分为不同优先级，带宽调度基于事先划分好的优先级进行，该方法的问题在于终端的优先级一但确定就很难改变，在此将该方法称为固定优先级调度(Fixed Priority based Scheduling FPS)算法，而且该方法无法确保相同优先级终端之间的带宽调度的公平性；

为解决该问题，Nicola等人在文献“An IP-based satellite communication system architecture for interactive multimedia services,International Journal of Satellite Communications and Networking,vol.21,pp.401-426,2003”中提出对来自相同优先级终端的带宽请求以跳转(skipping)方式进行服务，在此称为轮询优先级调度(Skipping Priority based Scheduling SPS)算法，但该算法没有考虑到MF-TDMA系统中终端分组发送时机(Packet Transmission Opportunity PTO)对带宽请求发送先后顺序的影响；