GEO卫星通信系统中MF-TDMA信道分配算法研究
【图文】：
区域为信道碎片。为了减少碎片的产生，应该在分配业务请求时尽量让每一个载波刚好分配完它所有的信道资源，这样这个载波就没有碎片产生了。待分配的用户请求信道数量有大有小，可以把这些业务请求信道大小进行优先组合，让两个业务请求大小之和刚好等于一个载波信道数的两个请求优先进行分配。按照这种分配方式，将优先分配Ｄ（７）、Ｅ（３）和Ｂ（６）、Ａ（４）。结果如图２（ｂ）所示，信道碎片明显减少。Ｃ－ＢＦＤ算法流程如表１所列。（ａ）ＢＦＤ（ｂ）Ｃ－ＢＦＤ图２Ｃ－ＢＦＤ和ＢＦＤ的分配结果表１基于优先组合的Ｃ－ＢＦＤ算法Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：Ｃ－ＢＦＤ１．按非升序对所有业务请求排序２．找出上述排序请求中所有配对的组合３．ｗｈｉｌｅ还有待分配的组合业务４．ｉｆ还有空闲载波ｔｈｅｎ分配组合业务５．ｅｌｓｅ６．该业务被阻塞７．从业务序列中删除该业务组合８．ｅｎｄｗｈｉｌｅ９．ｗｈｉｌｅ还有待分配的非组合业务１０．运用ＢＦＤ算法寻找最佳位置１１．ｉｆ位置存在ｔｈｅｎ把该业务分配到该位置中１２．ｅｌｓｅ该业务被阻塞１３．从业务序列中删除该业务请求１４．ｅｎｄｗｈｉｌｅ考虑到系统信道资源有限以及用户业务申请数量不断增加，与其他算法相比，利用Ｃ－ＢＦＤ算法优化后的信道时隙碎片有了一定程度的减少，提高了载波信道的资源利用率，并且能够满足更多的用户业务请求，减少了包阻塞。为了更进一步说明该算法在减少时隙碎片和业务阻塞率方面的有效性，下节将做出相应的理论分析，给出几种算法在不同业务状况下的分配效果的差异性。３．２理论分析假设ＭＦ－
据符合前两种情况，相比于其他几种算法，Ｃ－ＢＦＤ算法较大程度地减少了时隙碎片的产生。图４系统资源利用率和业务请求数的关系（２）申请阻塞率申请阻塞率可以表示为Ｎｒｅｊ／Ｎｒｅｑ，Ｎｒｅｊ为系统拒绝掉的业务申请数，Ｎｒｅｑ为总共收到的业务申请数。如图５所示，随着用户业务申请到达数的不断增加，申请阻塞率都呈现增长的趋势。由于Ｃ－ＢＦＤ算法采取对业务进行组合并优先分配，最大限度地减少时隙碎片的产生，从而降低了因时隙碎片而导致的业务请求阻塞，故Ｃ－ＢＦＤ算法要明显优于其他算法。图５业务阻塞率和业务请求数的关系（３）空闲信道数如图６所示，随着业务申请数量的增加，，空闲信道数也会减少，但是不同的分配算法在时隙碎片上面的性能不一样，明显可以看出Ｃ－ＢＦＤ算法在减少时隙碎片方面有更好的表现。图６信道碎片和业务请求数的关系结束语根据ＧＥＯ卫星通信系统中ＭＦ－ＴＤＭＡ信道结构以及分配约束，针对现有信道分配算法在时隙碎片方面的不足，在一维装箱算法基础上提出了基于优先组合的Ｃ－ＢＦＤ方法，并给出了理论分析。仿真结果显示，相比于传统算法，该算法提高了系统资源利用率，降低了业务阻塞率以及信道空闲数。参考文献［１］叶晓国，肖甫，孙力娟，等．卫星移动通信网络切换算法的研究［Ｊ］．计算机科学，２００９，３６（９）：７９－８２［２］郭庆，王振永，顾学迈．卫星通信系统［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２０１０：１５－１６［３］ＥｕｒｏｐｅａｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｔａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ．ＧＭＰＲＳ－１０
【作者单位】： 中国科学院大学;中国科学院软件研究所;
【基金】：国家共性软件预研基金(6150103)资助
【分类号】：TN927.2
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本文编号：2532588
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