Ka频段下多波束卫星通信的资源分配.pdf

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1、第46卷第10期通信技术Vo1．46No．102013年10月CommunicationsTechnology0ct．2013doi：10．3969／j．issn．1002—0802．2013．10．006Ka频段下多波束卫星通信的资源分配胡圆圆料，宋高俊(南昌航空大学，江西南昌330000)摘要：建立Ka频段多波束卫星通信系统模型，提出基于信干噪比(SINR，SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的功率和载波资源联合自适应分配的算法。对提出的联合分配算法和传统的固定分配算法下通信系统的功率增益、通信满意度、频谱效率性能指标进行仿真以及对比。仿真结果表明，功率

2、和载波联合分配算法的功率增益、通信满意度、频谱效率的值都有所提高并且明显优于传统分配算法，为多波束卫星通信系统资源分配的研究提供一定的理论基础。关键词：Ka频段；多波束卫星；联合分配；性能仿真中图分类号：TN92文献标志码：B文章编号：1002—0802(2013)10—0022—04ResourceAllocationofKaBandMulti—beamSatelliteCommunicationHUYuan—yuan．S0NGGao-jun(NanehangHangkongUniversity，NanchangJiangxi330000，China)Abstract：Themodelof

3、Kabandmulti—beamsatellitecommunicationsystemiSestablished．andanadap．rivealgorithmbasedonjointpowerandcarrierallocationwithSINR(SignaltoInterferenceplusNoiseRati-O)constraintsisproposed．Performancesimulationofpowergain，trafficsatisfactiondegree，spectralefi—ciencyofthewholesystemwiththeproposedalgori

4、thmandcomparisonofthisalgorithmwithtraditionalal—gorithmindicatethatthepowergain，traficsatisfactiondegree，spectraleficiencyofjointallocationalgo—rithmareimprovedandthisallocationalgorithmisobviouslysuperiortothetraditionalalgorithm，anditlaysatheoreticalfoundationforresourceallocationofthemulti—beam

5、satellitecommunicationsystem．Keywords：multi-beamsatellite；jointallocation；performancesimulationO引言1系统模型在卫星通信信道环境中，信道资源(包括功系统模型如图1所示。考虑一个多波束卫星地率、带宽资源)是十分宝贵的也是非常有限的，因此面覆盖的下行链路，一个地面关口站通过个波束高效合理的利用信道资源也就是信道资源分配需要为地面K个用户且每个簇包含7个波束，所有波束解决的关键问题。多波束天线技术可以使波束空间信号从关口站发射后经卫星转发至用户。假设系统隔离达到多重频率复用，同时还能加大可用带宽和工作频

6、率为Ka波段，总载波数为Q，子载波带宽为信道容量，有效提高系统资源和性能，更适用将来B。系统采用TDM(TimeDivisionMultiplexing)和的发展前景。全频复用，每个波束内的用户间无干扰，不同波束之收稿日期：2013—06—05：修回日期：2013—09—18通讯作者：huyuan0906@163．con·22·通信技术2013正2．1固定的分配算法算法评价参数如下。功率增益g：基于用户需求度Max—Min优化算固定分配算法是不考虑每个用户实际的通信需法下用户总功率与固定分配算法下用户总功率的比求，将Q个载波带宽平均分配给每个用户。一方值，即：面，当较少的用户发送信息时，分配

7、给用户的资源将KP。大大浪费且别的用户不能对其资源进行使用，另一方面当较多的用户发送信息时，分配的资源不足以∑。w满足用户通信需求。通信满意度：用户分配的通信总量与用户通信需求总量的比值，即：2．2基于用户需求度的Max—Min动态分配算法该算法基于各用户需求度，提出以用户中最小∑KR(w)满意度(公平性)最大化为目标的分配算法，充分利∑i=1用了瞬时信道信息。频谱效率：用户分配的通信总量与用户总的1)对各用