[发明专利]基于卫星网络单跳建链的频谱资源分配方法及装置、系统

说明书

基于卫星网络单跳建链的频谱资源分配方法及装置、系统，方法包括：从空闲频谱中选出≥单跳链路带宽的频谱，按带宽大小升序排列；计算所有接收设备可用频谱区间及公共可用频谱区间；将升序排列频谱中的第一个频谱作为预分配频谱与公共可用频谱区间做交集运算，得出≥单跳链路带宽的结果集；判断结果集是否为空：若否，从结果集左侧开始划分频谱；若是，判断所有接收设备是否已调整本振频率：若未调整，将所有接收设备本振频率调整至最靠近预分配频谱的位置，并返回至计算步骤；若已调整，判断升序排列的频谱中是否还有频谱未参与交集运算：若是，返回交集运算；若否，分配失败。不存在理论可分配而由于频谱分配方法缺陷导致的分配不成功的情况。

技术领域

本发明涉及卫星通信单跳建链场景下的频谱规划，尤其与一种基于卫星网络单跳建链的频谱资源分配方法及装置、系统相关。

背景技术

一般的卫星网络组网中，基本采用星型组网模式，即一个中心站与多个端站进行组网，中心站到各个端站的前向链路数据通过TDM(时分复用)进行下发，下游端站到中心站的反向链路数据通过中心站挂接一个多业务接收机(DTRU)来接收，DTRU一般均具有多个接收通道，能够同时接收多个端站的数据报文。中心站作为信息枢纽对下游端站的报文进行转发，每一个端站单独与中心站进行信息交换。如果中心站下游两个端站之间进行业务通信，那么就需要通过中心站进行转发，形成双跳链路，卫星网络的双跳链路会带来如下问题：

1、高时延：卫星链路自身具有高时延的特性，两个端站通信通过中心站转发时，时延就会比两个端站之间单跳通信增加一倍，这种高时延在用户时延要求苛刻的场景下是无法接受的。

2、中心站TDM载波频谱利用率低：由于中心站进行报文转发时均使用TDM载波进行转发，所有端站的报文均走TDM载波，所以中心站下游两个端站通信会占用TDM载波，一定程度上影响其他小站的下载速率，导致中心站的TDM载波频谱利用率较低。

单跳建链就可以解决中心站下游两个端站之间通信带来的高时延和频谱利用率低的问题。将两个端站之间单独建立连接，使之发送到对端的报文对端直接接收，单跳建链之后,中心站在收到两端站之间的互通的报文，中心站直接丢弃，不再转发。

端站之间的单跳通信使得卫星通信中的星状网与网状网能够共存，但与此同时也带来频谱资源分配困难的问题，由于端站仅有一个发射通道，建立单跳链路之后，端站发送的报文除了中心站的DTRU需要接收以外，另一个端站也需要接收，这样就会形成一发多收的场景，针对一发多收的场景进行频谱资源分配时，划分的频谱需要满足所有接收设备，有一个接收设备不适配划分的频谱，就会导致频谱重新划分。其中，接收设备的频率并不是随意配置的，它受到硬件接收规格的限制，一般的接收设备通常存在一个接收本振频率，多段接收频谱与本振频率之间存在如下的关系：接收频率[F1, F2]的边频（左边频F1，右边频F2）不能超过本振频率CF的N MHz范围内，即接收频率的取值应位于[CF-N, CF][CF, CF+N]区间内。

在资源池的多段空闲频谱中选取一段频谱能够刚好适配所有的接收设备就变得非常困难，早期的单跳链路资源分配算法采用盲选频谱的方法，即先从空闲频谱段左侧开始划分频谱，然后将划分频谱拿去与多个接收设备逐一适配，如果适配成功则分配成功，如果适配不成功，则从空闲频谱段的右侧开始划分频谱，再逐一适配接收设备，如果适配成功则分配成功，如果适配失败则分配失败。这种分配方法存在频谱资源的盲区，即很有可能资源池存在频谱资源，但是由于分配方法的缺陷导致分配不成功的情况。

发明内容

本发明主要针对相关现有技术的不足，提供基于卫星网络单跳建链的频谱资源分配方法及装置、系统，实现了只要资源池有频谱资源且接收设备硬件规格满足的情况下就能分配成功，不存在理论可分配而由于频谱分配方法缺陷导致的分配不成功的情况，提高频谱资源分配的效率，最大程度利用频谱资源，避免频谱资源的浪费。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

基于卫星网络单跳建链的频谱资源分配方法，其特征在于，包括步骤：