[发明专利]一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法

权利要求书

1.一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)在一个跳波束调度周期内，确定低轨卫星覆盖区域内各用户需要的跳波束时隙数量；

(2)根据各用户需要的跳波束时隙数量和卫星跳波束时隙资源，确定分配给各用户的时隙数量；

(3)依据低轨卫星覆盖区域内的各用户地理位置，为每个用户Ui确定一个波位Bi，初始共确定N个波位；其中，1≤i≤N，N为用户数量；

(4)对每个用户Ui，依据波位与低轨卫星的相对位置，确定卫星跳波束中心指向对应波位中心的覆盖范围，将覆盖范围内包含的所有用户加入分组Pi，最终得到初始分组集合P＝{P1，P2，…，PN}，其中每个分组Pi以用户Ui为代表；

(5)若集合P中包含的元素数量大于0，则执行步骤(6)；否则执行步骤(7)；

(6)挑选集合P中用户数量最多的一个分组，如果存在多个分组用户数量相同，则在用户数量相同的分组中，挑选分组中所有用户被分配时隙数量之和最大的一个分组；将挑选的分组加入集合Q，并对挑选分组的每个用户，在集合P中删除以这些用户为代表的分组，执行步骤(5)；

(7)对集合Q中的每个分组，确定分配给每个分组的时隙数量，分配给分组的时隙数量为分配给分组各用户时隙数量之和；

(8)将各跳波束的各时隙依次连续分配给集合Q中的各分组，按照分配结果进行周期内跳波束调度；并对每个分组，调整分配好的跳波束中心指向相应分组的波位中心，并停留相应的时隙数量。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，步骤(1)所述的具体内容为：若用户没有业务传输需求，则标记用户需要的跳波束时隙数量为1；若用户有业务传输需求，则标定用户需要的跳波束时隙数量为ceil((R/R₀)*S)，其中R和R₀为用户的业务速率需求和按照用户信道环境计算的单个波束服务情况下的通信速率，S为单个跳波束一个调度周期内拥有的总时隙数量，ceil((R/R₀)*S)为(R/R₀)*S向上取整数。

3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，步骤(2)所述的具体内容为：若所有用户需要的时隙数量之和不大于卫星多个跳波束拥有的时隙数量之和，即M*S，则确定为每个用户分配需要的时隙数量；否则，按比例缩减分配给各用户的时隙数量，但确保每个用户至少被分配1个时隙；其中M为卫星拥有的跳波束数量，S为单个跳波束一个调度周期内拥有的总时隙数量。

4.根据权利要求1所述的一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，步骤(3)所述的具体内容为，对于低轨卫星覆盖区域内的每一用户，若卫星跳波束中心指向用户的地理位置时与卫星中心形成的夹角θ不大于卫星跳波束最大扫描角阈值θmax，则用户的地理位置即为用户对应的波位中心位置；否则在用户地理位置和低轨卫星对地投影的星下点的连线上调整波位中心位置，使跳波束指向波位中心位置时与低轨卫星中心形成的夹角为θmax。

5.根据权利要求3所述的一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，低轨卫星包含的M个跳波束分别配置不同的频率，其中多个跳波束可同时指向一个地面波位或分别指向不同的地面波位。

6.根据权利要求1所述的一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，低轨卫星的跳波束角度是固定的，跳波束与卫星中心的夹角越大，对地面的覆盖范围越大。

7.根据权利要求1所述的一种低轨卫星系统用户分组及跳波束调度方法，其特征在于，每个跳波束对于服务的多个波位，在一个调度周期内只访问每个波位一次，并停留设定时间，以满足波位下多个用户的业务传输需求。