卫星通信系统中的呼叫接入控制( 二 )


当然在卫星通信系统中也可以采取相同的策略 , 但实际上卫星通信系统中产生切换的主要原因是由于卫星的移动 。由于卫星移动的速度比地面用户的移动速度要快得多 , 所以地面用户的移动速度可以被忽略掉 , 并且可以假设用户都是相对卫星以相同的速度朝相同的方向移动 。这样用户要发生的切换就可以被比较精确地估计到 , 虽然由于用户的移动性会造成一定的误差 , 但它总的影响还是比较微弱的 。由于我们对卫星移动的轨迹和速度都是已知的 , 所以在LEO卫星通信系统中我们就可以便通信在波束间或卫星间成功地进行切换 , 从而降低切换掉线率 。
假如要进一步降低切换失败率 , 就必须考虑用户的移动性 , 但这必将增加用户端和卫星端的负担 , 并且不准确的猜测还会导致信道利用率的降低 , 因为在邻小区预留的保护信道会被闲置 。
3 点波束容量变化的网络的呼叫接入控制
在地面蜂窝系统中 , 一般情况下系统的容量都是不变的(CDMA系统中的软容量是另外一种情况) , 而许多卫星网络的容量则随着时间的变化而变化 。原因有很多 , 一些原因是不可猜测的 , 一些原因是可以猜测的 。如在LEO卫星系统中 , 卫星波束功率分布的关系、信道再用的模式、地区的可视卫星波柬数和当前服务地区是中间小覆盖波束还是边缘大覆盖波束等因素 , 都会使服务地区的有效容量发生变化 。也可以认为各个点波束内的容量是不同的 。因为卫星的运行是具有周期性的 , 因此这些因数造成的容量变化也具有周期性 。另外 , 可猜测的容量变化是由于一些卫星通信的信道被一些用户事先预定 , 如某一时间要进行实况转播等 , 所有这些因素在卫星通信的呼叫接入中是必须考虑的 。
许多呼叫接入控制的策略往往是比较呼叫请求的资源量和当前系统的有效资源来决定是否接纳新呼叫 。这些策略尤疑都是假设网络的容量是保持不变的 , 即网络具有涸定容量 。而在容量会发生变化的情况下 , 呼叫接入控制策略假如仅仅考虑当前时刻的容量信息 , 则在下一时刻网络容量发生下降的情况下 , 就可能会导致过高或不可容忍的掉线率 。
利用卫星运动具有周期性的特征 , 比较精确地猜测未来容量的变化 , 以对呼叫的接纳与否作出判决 。
4 电能受限情况下的接入控制
通信是需要电能的 , 不管是地面蜂窝系统还是卫星通信系统 , 但是地面蜂窝系统与卫星通信系统在能源的来源上却截然不同 。地面基站的电能可以通过地面电力网络提供 , 基本上不存在电量不足的可能性;而卫星系统却由于其供电系统的独特性 , 使得在各个方面不得不考虑电能的消耗问题 , 卫星电能的主要来源是太阳能电池 。
对于许多卫星 , 电能治理是一个至关重要的课题 , 最简单的原因就是电能的有效性直接转化为费用的节省 。如卫星对电能需求的降低意味着对太阳能电池组需求的减少 。而电池的减少就可以降低卫星的重量 , 重量的节省通常可以提供经济利益 , 即可以选择更小的发射器从而降低成本 。卫星通常使用太阳能电他 , 对于地球同步卫星来说 , 由于它只经历短期的日食 , 所以可以认为它们的电能是相对稳定和不变的 。但是对于中低轨道卫星来说会经历更长时间的黑暗 , 从而缺少电能的输入 。在这种情况下 , 电能的消耗策略是非常需要的 。
不同的用户 , 由于所处的地点、天线的尺寸等不同 , 使得相同服务需要卫星消耗不同的电能;由于用户之间级别的不同 , 导致相同服务下的付费也不同 , 从而使卫星运营商在考虑接人时变得更加复杂 。在电能受限的情况下 , 接入控制的目标函数可以是吞吐量的大小 , 更可以是报酬的多少 。假如报酬和吞吐量成正比 , 则策略的选择就是系统吞吐量的最大化 。在一个固定时间内如有一固定数量的数据需要传输 , 则系统的目的就是消耗电能的最小化 。

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