[发明专利]一种基于资源预留的中继卫星系统资源调度方法

权利要求书

1.一种基于资源预留的中继卫星系统资源调度方法，其特征在于，在预设条件下进行中继卫星系统资源调度，

所述预设条件如下：

1、任何业务的执行时间都必须在中继卫星与用户飞行器间的可见时间窗口内；

2、不考虑卫星的故障和业务的切换时间；

3、每个任务的执行时间必须满足任务的时限性要求，且持续时间必须能够完成要求的业务量并高于要求的业务传输速率；

4、中继卫星提供的最大链路数量不变，且区分上下行链路；

5、业务的初始优先级由用户给定，在调度过程中可对用于计算的优先级进行调整；

6、中继卫星系统资源调度数学模型：

v(i)D(i)≥T(i),

st(i,j,k)≥ast(i,j,k),

st(i,j,k)+d_i,j,k≤aet(i,j,k),

优化目标为最大化业务的完成度即业务的加权优先级之和最大，业务的完成度由业务的优先级以及持续时间共同决定，以保障整体调度的高吞吐量及高优先级；

中继卫星系统资源调度数学模型中各参数的含义是：

d(i,j,k)：中继星j将其第k条链路安排给业务i进行测控的时间；

p(i)：任务i的优先级；

D(i)：完成业务i所需的持续时间，安排给业务i的调度时间需保证在此时间段内链路的传输速率高于业务要求的传输速率v(i)且能够保障业务量T(i)的完成；

ast(i,j,k)：中继星j的第k条链路可以提供给业务i进行测控的起始时间，其时间晚于业务i所要求的起始时间s(i)；

aet(i,j,k)：中继星j的第k条链路可以提供给业务i进行测控的结束时间，其时间早于业务i所要求的截止时间e(i)；

st(i,j,k)：中继星j的第k条链路实际安排给业务i进行测控的起始时间，调度结果需要保障实际安排的起止时间在可用的起止时间范围之内，并且实际调度的起止时间段不应该有重叠；

τ：突发时间限，截止时间在当前时间到突发时间限τ之间的业务规定为突发业务，在突发时间限之后的业务为常规业务；

α：资源预留率，在突发时间限之后的剩余资源占总资源的比例需大于资源预留率，以保障未来突发业务的可调度性；

其中i的取值范围为参与调度的空间飞行器的数量，j为参与调度的中继卫星的数量，k为中继星可提供的链路数量；

具体包括步骤：

判断待调度业务集是否为空；

若否，从待调度业务集中选取优先级最高的业务，并判断选定的业务是突发业务还是常规业务；

若选定的业务为突发业务，则对选定的业务进行调度，若选定的业务为常规业务，判断可用资源集占总资源集的比例是否大于预设的资源预留率，若大于，则对选定的业务进行调度，否则，对选定的业务进行降级处理，并返回待调度业务集中继续选取优先级最高的业务；

对调度的业务进行资源匹配。

2.如权利要求1所述的中继卫星系统资源调度方法，其特征在于，所述判断选定的业务是突发业务还是常规业务的步骤是：判断选定的业务的截止时间是否在预设的突发时间限内，若是，选定的业务为突发业务，否则为常规业务。

3.如权利要求1所述的中继卫星系统资源调度方法，其特征在于，所述从待调度业务集中选取优先级最高的业务之前，还包括判断相同最高优先级的业务的个数是否为多个，若是，在多个相同最高优先级的业务中选取截止时间最早的业务。

4.如权利要求1所述的中继卫星系统资源调度方法，其特征在于，所述对调度的业务进行资源匹配的步骤是：

从可用资源集中选取出符合业务要求时间段及链路速率的拥有最早开始时间的资源匹配给调度的业务；

从可用资源集中移除该段资源并将其加入已占用资源集；

将所述调度的业务从待调度业务集中移除并加入已安排业务集。

5.如权利要求1所述的中继卫星系统资源调度方法，其特征在于，若对调度的业务进行资源匹配失败，还包括步骤：根据优先级低高的原则，对调度业务所需时间段上占用的业务进行资源的重新匹配，调整业务的资源占用情况，将调整后的空闲资源匹配给调度的业务。