【摘要】：提出了GEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)中MF-TDMA信道分配算法C-BFD。與傳統(tǒng)信道資源分配算法相比,C-BFD采用了基于優(yōu)先組合的方式,利用用戶信道請求大小以及信道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),通過分配過程中對用戶信道請求進(jìn)行組合并優(yōu)先分配,來減少時(shí)隙碎片的產(chǎn)生。仿真結(jié)果表明,該算法能夠有效降低系統(tǒng)阻塞率以及信道碎片對系統(tǒng)資源利用率的負(fù)面影響。
【圖文】：

區(qū)域?yàn)樾诺浪槠�。為了減少碎片的產(chǎn)生，應(yīng)該在分配業(yè)務(wù)請求時(shí)盡量讓每一個(gè)載波剛好分配完它所有的信道資源，這樣這個(gè)載波就沒有碎片產(chǎn)生了。待分配的用戶請求信道數(shù)量有大有小，可以把這些業(yè)務(wù)請求信道大小進(jìn)行優(yōu)先組合，讓兩個(gè)業(yè)務(wù)請求大小之和剛好等于一個(gè)載波信道數(shù)的兩個(gè)請求優(yōu)先進(jìn)行分配。按照這種分配方式，將優(yōu)先分配Ｄ（７）、Ｅ（３）和Ｂ（６）、Ａ（４）。結(jié)果如圖２（ｂ）所示，信道碎片明顯減少。Ｃ－ＢＦＤ算法流程如表１所列。（ａ）ＢＦＤ（ｂ）Ｃ－ＢＦＤ圖２Ｃ－ＢＦＤ和ＢＦＤ的分配結(jié)果表１基于優(yōu)先組合的Ｃ－ＢＦＤ算法Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：Ｃ－ＢＦＤ１．按非升序?qū)λ袠I(yè)務(wù)請求排序２．找出上述排序請求中所有配對的組合３．ｗｈｉｌｅ還有待分配的組合業(yè)務(wù)４．ｉｆ還有空閑載波ｔｈｅｎ分配組合業(yè)務(wù)５．ｅｌｓｅ６．該業(yè)務(wù)被阻塞７．從業(yè)務(wù)序列中刪除該業(yè)務(wù)組合８．ｅｎｄｗｈｉｌｅ９．ｗｈｉｌｅ還有待分配的非組合業(yè)務(wù)１０．運(yùn)用ＢＦＤ算法尋找最佳位置１１．ｉｆ位置存在ｔｈｅｎ把該業(yè)務(wù)分配到該位置中１２．ｅｌｓｅ該業(yè)務(wù)被阻塞１３．從業(yè)務(wù)序列中刪除該業(yè)務(wù)請求１４．ｅｎｄｗｈｉｌｅ考慮到系統(tǒng)信道資源有限以及用戶業(yè)務(wù)申請數(shù)量不斷增加，與其他算法相比，利用Ｃ－ＢＦＤ算法優(yōu)化后的信道時(shí)隙碎片有了一定程度的減少，提高了載波信道的資源利用率，并且能夠滿足更多的用戶業(yè)務(wù)請求，減少了包阻塞。為了更進(jìn)一步說明該算法在減少時(shí)隙碎片和業(yè)務(wù)阻塞率方面的有效性，下節(jié)將做出相應(yīng)的理論分析，給出幾種算法在不同業(yè)務(wù)狀況下的分配效果的差異性。３．２理論分析假設(shè)ＭＦ－

據(jù)符合前兩種情況，相比于其他幾種算法，Ｃ－ＢＦＤ算法較大程度地減少了時(shí)隙碎片的產(chǎn)生。圖４系統(tǒng)資源利用率和業(yè)務(wù)請求數(shù)的關(guān)系（２）申請阻塞率申請阻塞率可以表示為Ｎｒｅｊ／Ｎｒｅｑ，Ｎｒｅｊ為系統(tǒng)拒絕掉的業(yè)務(wù)申請數(shù)，Ｎｒｅｑ為總共收到的業(yè)務(wù)申請數(shù)。如圖５所示，隨著用戶業(yè)務(wù)申請到達(dá)數(shù)的不斷增加，申請阻塞率都呈現(xiàn)增長的趨勢。由于Ｃ－ＢＦＤ算法采取對業(yè)務(wù)進(jìn)行組合并優(yōu)先分配，最大限度地減少時(shí)隙碎片的產(chǎn)生，從而降低了因時(shí)隙碎片而導(dǎo)致的業(yè)務(wù)請求阻塞，故Ｃ－ＢＦＤ算法要明顯優(yōu)于其他算法。圖５業(yè)務(wù)阻塞率和業(yè)務(wù)請求數(shù)的關(guān)系（３）空閑信道數(shù)如圖６所示，隨著業(yè)務(wù)申請數(shù)量的增加，，空閑信道數(shù)也會減少，但是不同的分配算法在時(shí)隙碎片上面的性能不一樣，明顯可以看出Ｃ－ＢＦＤ算法在減少時(shí)隙碎片方面有更好的表現(xiàn)。圖６信道碎片和業(yè)務(wù)請求數(shù)的關(guān)系結(jié)束語根據(jù)ＧＥＯ衛(wèi)星通信系統(tǒng)中ＭＦ－ＴＤＭＡ信道結(jié)構(gòu)以及分配約束，針對現(xiàn)有信道分配算法在時(shí)隙碎片方面的不足，在一維裝箱算法基礎(chǔ)上提出了基于優(yōu)先組合的Ｃ－ＢＦＤ方法，并給出了理論分析。仿真結(jié)果顯示，相比于傳統(tǒng)算法，該算法提高了系統(tǒng)資源利用率，降低了業(yè)務(wù)阻塞率以及信道空閑數(shù)。參考文獻(xiàn)［１］葉曉國，肖甫，孫力娟，等．衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)切換算法的研究［Ｊ］．計(jì)算機(jī)科學(xué)，２００９，３６（９）：７９－８２［２］郭慶，王振永，顧學(xué)邁．衛(wèi)星通信系統(tǒng)［Ｍ］．北京：電子工業(yè)出版社，２０１０：１５－１６［３］ＥｕｒｏｐｅａｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｔａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ．ＧＭＰＲＳ－１０
【作者單位】： 中國科學(xué)院大學(xué);中國科學(xué)院軟件研究所;
【基金】：國家共性軟件預(yù)研基金(6150103)資助
【分類號】：TN927.2

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本文編號：2532588