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申请/专利权人：南京菲艾特信息科技有限公司

摘要：本发明公开了一种部分频段跳波束卫星通信系统波束调度方法，属于卫星通信技术领域。本发明方法首先构建波束优化调度模型，根据卫星通信场景获取所构建模型中所有变量信息，在变量信息中选择待分配时隙与波束，并基于业务需求选择当前业务需求量最大的波位，判断当该波位波束与其它已分配波位的波束满足固定条件时，则将当前时隙与波束分配给波位。本发明方法在减小波束调度过程中系统内干扰的同时兼顾了用户公平性，避免业务量少的波位长时间得不到服务的情况，方法突破传统基于分簇的跳波束模式，使波束调度灵活性更大，能更好地适应变化的业务分布，获得更好的吞吐量性能；方法复杂度低，能更好适应资源功率和计算能力受限的卫星平台。

主权项：1.一种部分频段跳波束卫星通信系统波束调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，构建波束优化调度模型，方法为：设为一个跳波束周期的时隙集合，为波束集合，为波位集合，I为一个跳波束周期内时隙数目，J为波束数目，K为波位数目，波束和时隙的调度问题建模为最大化系统容量： 满足 其中：xi,j,k表示波束点亮状态，如果在时隙i，波束j点亮了波位k，则xi,j,k＝1，否则xi,j,k＝0；Rk为波位k的容量需求，Cj为波束j的容量，Pk为波位k的容量需求占整个卫星服务区内容量需求的比例；Ri,k表示时隙i波位业务需求状态，如果波位k仍然需要服务，则Ri,k＝1，否则Ri,k＝0； 表示时隙i时点亮波位km和kn的两个波束之间的方向夹角，θc表示两波束之间同频干扰规避门限角； 表示波束jm和jn之间的频段是否存在交叠，若存在交叠，则否则τ′表示在1个跳波束周期内分配给波位的最小时隙数目；步骤S2，根据卫星通信场景获取所述步骤S1所构建模型中所有变量信息，构建时隙集合波束集合波位集合业务需求集合业务量比例集合以及波束干扰指示矩阵具体方法为：步骤S2-1，基于卫星跳波束调度时间规划策略以及物理帧、超帧结构进行跳波束时间周期规划，构建下一个跳波束周期的时隙集合步骤S2-2，基于卫星转发器及波束配置情况构建卫星波束集合中波束编号按带宽从大到小排序；步骤S2-3，基于卫星星历或当前实时轨道位置，估算卫星在下一个跳波束周期内的位置，并根据星下点位置和卫星虚波位规划，构建波位集合步骤S2-4，基于下一跳波束周期内波位分布、波位内用户和业务分布，计算评估每个波位的业务量，构建业务需求集合其中Rk表示波位k的容量需求；步骤S2-5，基于所述步骤S2-4构建波位业务量集合和卫星服务区内总业务需求，计算业务量比例集合其中Pk为波位k的容量需求占整个卫星服务区内容量需求的比例；步骤S2-6，根据卫星波束配置及每个波束的频率配置构建J×J波束干扰指示矩阵中元素表示波束jm和jn之间的频段是否存在交叠，若存在交叠，则否则fjmjn＝0；步骤S3，在时隙集合内选择时隙i；步骤S4，选择卫星波束集合内的波束j，基于业务需求集合与波位集合选择当前业务需求量最大的波位kmax；步骤S5，对于某个点亮其它已分配波位k’的波束，若同时满足下列两条件：1点亮波位kmax的波束与点亮k’的波束的指向夹角大于设定阈值θc，2基于波束干扰指示矩阵判断波束k与kmax波束无交叠频段，则将当前时隙i与波束j分配给波位kmax；若不满足上述条件，则在波位集合中选择当前业务需求量第二大的波位作为kmax，判断是否满足上述条件，直至完成分配；步骤S6，计算已分配给波位kmax的时隙占待分配总时隙的比例，当该比例小于业务量比例集合内值Pkmax时，将波位kmax所对应的业务需求Rkmax移出业务需求集合将波束j移出波束集合当该比例大于等于Pkmax时，波位kmax调度结束，将kmax移出波位集合步骤S7，判断波束集合是否为空：当非空时，对内下一个待分配波束j’执行步骤S4-步骤S6；当集合为空时，时隙i分配结束，将时隙i移出时隙集合步骤S8，判断时隙集合是否为空：当非空时，对内下一个待分配时隙i’执行步骤S4-步骤S7；当集合为空时，调度方法结束。

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