高通量多波束通信卫星系统资源分配方法.docx

1、中国空间科学技术CHheseSt&veaxiE3M-KUSEXCNRISE&VhM0二Iirj-GBEtcnL解放军玉0部队匕京.登】2北京跟踪与通信技术研究所匕京Jr<i>sDCIgTSCBj-crK1G0D9B>C2221_GDro高通量多波束通信卫星系统资源分配方法王磊二，掷军n贺川三启雪飞摘要资源分配是影响新一代高通量多波束通信卫星函凶系统效能发挥的关键问题。以往基于非柔性载荷以及用户容量需求均匀分布的静态单维度资源分配方法己不能满足现实需求围绕基于有效载荷资源提升系统效能这一核心目标针对波束间干扰、柔性载荷以及用户需求非均匀分布特点为高通量多波束通信

2、卫星系统构建了功率和频带两维度联合优化资源分配模型并实现了一种带有寻优控制策略的遗传算法求解模型。面向多类场景实例的仿真结果表明本方法可以适应不同用户容量需求分布特点，为系统提供功率和频带资源联合优化解决方案。当用户需求总量分别为“、工10任蜡及壬“、工10任蜡及壬X时，相比平均、固定分配波束功率及频带资源，提出的方法可使系统未满足容量需求JCD）分别减少NLCD%4147%和蓝_丑,有效提升了系统效能。关键词高通量多波束卫星柔性载荷下行波束资源分配波束干扰文献标识码AWAN3Lei1，A'-FECKrrfAW4>5jc£5l3TTS3TTS1 FLA33ZEDTrcq

3、CB3DChraElTefictecFTraddrgandlaazmrrurifcrslG±rcfc/Jirpcr&tzicfeprfrmacfnBzcfi-triaLpLtzmMjGsmazrnrrvrifcnte<lHTMCSfens_TheaizandaTctreTHtnrndttTOb_&_tesxKeG£i3nvvaerornypcp£SEt&"pe/i3LSCDTm_rifcrisSAitnrcn=fe4zfeffc8cbandcrfcrncfebrixlfcnn-&i3EaTirm-drcancAbi&

4、#177;ihessaioL<rrEtea7ffid1hepjar&rnar<ecfiteHTMCSyfems-AjzrlzpEvoarcibandAizihlesoLtcecsiznmcEH-&1heHTMCSteTSAesbijft>ABh1he<ryHbfeLrfcrncfetefadfcjncfxMcferarcfc.FvrvxHfeafcpStrnAStnSoadtsschcodteclabbirpfeitertDsJue-lbfcmocH_Fiy>-pscfcteHdtwaeerpfcsdA>hcfiffeetcsriabniaT

5、cfcandcfertrlianpdtefadkTMfflnbffirnstDo/4hepq328Klmhod_legjferwlhlherrhodcanislfElhejg-SIurib®rA2bTarri<jQDX/7LC0%41/17%and3G_3L%ccrrisrtjIhecLnedtfcntol&lhBtlcffld/abrandcraXtitllXXtfeandaDGzieli/.Fv<cick二hyTttrotpdtmJfcffimozrrirnLrKfcri:It<hTMCSfe4fcfepfcBd；cbiArtH<basm；resa

6、jre收稿日期ZTTTKirR撼回日期22BMM1寻:用日期3ZEKMO捌络出版时间22EKIL22CDZE基金项目垣家自然科学基金重点项目QUEEa5>*通信作者_E-rroi=Aa-tsr3ffirem引用格式3磊"郑军，贺川，等其通量多波束通信卫星系统资源分配方法DJ_中国空间科学技术"NELHLO&.WANG1_,ZHENGJJHECx4ri-R23DLK3etacfcr»inkrttroLTx*1nxJtfossmazrnrnLrifcn:li1iytrmsDUandlGdrctQ/2J2LIL<riChre>_AEU-3EEt

7、rfcFdJturdcfEfaflio-*5axiCcrnrrxjifiDTS23I7/&_®GfMUCORASAGEFAiqDSKTTXG七_AedticrnadEHFmdcfc”-lEzEEJbLfranSrfefterJZgebriGzmmLrifcrE,30。)二331S33S.回JEZ,WANGY,FENGW,po-crdbmdA«dtt»tatSDTfcr-rruitkgaiiMi-ctvu»-DJ.IEEECcrnrnLriizjnsLFttns2801二©贾录良孟艳.多波束卫星通信功率带宽联合优化算法DZL信号处理NHW

8、PZ38_JALLrMENGV_A|zidtcplirnEfcy-|at_pMmcFpoA«-andtandA<lh-ferrrLJtitean:勒<XTnrnLrfcfcnflfer)Dl-JbLtrdcfgTdRacegg220,OnCHheseX©GENDREAUMPCTTVINJY_MdebtfefccortrtTqdtimfefonDH_AncfCsrfcnBFtess5rch,2315,M)<L>3a&213-0?tIS1_EN-vfcfaDtiGHiaefrgCX/BAiTpfeTiatfcrgjbafrTS&thesg

9、rrndJOcti_nyylFm-Er*btGEctsBtWQbiifctdJbK?sfciEShbasanddhtr-trGBcfcandJkkdfcrs-pat2S2oanaDnsOVBSX)-titATRTCP37&2ZL_1_1<insai>Ed_sq±faAxfccfe<：er32ai5_口徐挺，兰海涨宏江.静止轨道卫星通信链路的预算与分析DJ_中国空间科学技术"NBDNDG)冬耳XUT,LJXNH,ZHANGH-GBOneccmmLriiznKkbuzfccLfefcnandDU_CHhffleScfanEandfedrcfc<2

10、2BD43O)-®<riCHrese>_BITU-R-RqcfcncfeandpesfctfcnmatTEfcr-ied&lheGfesgicTCTrlhKE'fasDTirTLrifcinRaazrnmeufefcriIRJ-RP_6J&02R_Gar&jQ-ITU,2D15_0ITU-R一ZMttarifon<±ertD<±>jcfcar<±g二FternmoTcrnm>Rpax)eEd_Greuazmj_0-TTU-R-Lk±LtlijnkymzzjTBFizHES

11、*-RcjrnfcttAlizKimj-RPRJGaneLOZHU,231G_口POLITOISti-1tiazmrTurifcrsfitensahssT-rrchaizH<cfesgnandjylHriperfcrmaceDvl0_WaigD_C_-W/>2DJ7ZZ0O412-0OAZMA,COURVILLEN,MCSQUERA-IXtrvSnsB-rtafeexeticEcfcmdrmJtamszfedfensCGJ_XftnWcrt-xpcnSitaxigaeGzmmLrfcfcrs23CF<iwssztv)_sa±>_fg-Ibh-j-2U7-GLB

12、_田赵萍,陈志明.应用丁卫星自主任务调度的改进遗传算法D3-中国空间科学技术,2316,350=471-ZHAOCHENNM-AnacdtedTfcriftTnqpfed-fc):"aJtroroLSlad<szhadJrD)_ChheseSzfenoeaidfetrciz36G二4Z540-iCTi-e>_0高贺，王玲，黄文德，等.北斗全球卫星导航系统境外星数据快速回传的路由优化方法DJ_中国空间科学技术,2203,380)13GAOH"WANGHUANGWRrtTgcpfimfefcnrretudfcr'feLrtmcfcacnouosaas:liB

13、8iinB±u±dra»tein：liB>iDJ_a-t-egesceSTEainfe±n±2D18,38Q356Cbitse>_回FERREIRAR,FAFFENROTHR,WYGLINSKEM一F&cht»1zfearTg&-a2rnrn_ritijTs-fcmLEO-fc)cfe>qaafcrsD-JEEEGzrnrri_rifcinsh/he2319"57_宙DffiK,JlINH_AneudlrraycptimtofcndrithmteroxpLrtfaeHadncn-gLjnsz

14、rtwQpt*l_I口(士dA®tibcxcotisrtsO-TioTScLlijnso»BxziutfcrayGznpJBfcn,231,38CD二577WL.作者简介二王磊09虫男北士食要研究方向为卫星通信网络、任务规划、空天信息技术£DTIoMultibcamcommunicationsatellite5859UseeterminalBeamcoverage1引言近年来，卫星通信在应急救灾、海事、航空、国防军事等诸多领域得到广泛应用，业务涵盖广播电视、移动通信、高速宽带接入等多种类型市场潜力和应用价值愈加凸显。总体来看全球卫星通信面临如下发展需求游量需求快速

15、增长之为效载荷柔性设计成持在轨动态配置$口卫讯公司卫星多波束卫星均己配置柔性载荷对系统资源管理高效灵活性要求更高。这些需求极大地推动了高通量通信卫星系统的发展与技术进步通过数字载荷、高阶编码调制、多波束天线等新技术的应用单星通信容量从以娣】代高通量卫星'曾长到数百任代高通量卫星为波束数量从儿个增加到儿十个预计下一代高通量通信卫星容量将突破lGODGtit&单星波束规模达上百个相多波束及载荷柔性化设计虽然可以有效提升通信卫星系统容量和资源使用效能a#1,但同时会引入大量待定参数传统通信卫星资源分配所采用的静态、人工调配方式己不能满足新一代高通量多波束通信卫星资源管理需求。具体来说

16、在进行资源分配时，系统需要基于业务时空分布和信道状态动态优化决策波束功率、波束带宽波束中心指向、波束赋形等诸多参量，资源自由维度的拓展以及可调参数规模增大使得该类系统资源分配问题的复杂度显著提高曰。因此,对于新一代高通量多波束通信卫星系统需要研充在柔性载荷约束下优化用户服务质量每81口用户体验勺高效资源分配方法达到基于有限载荷资源提升系统效能的目标。随着全球纷纷建设和部署高通量多波束通信卫星系统资源分配问题逐渐成为学术界和产业界的研究热点日5】。以往多从功率或带宽单一维度开展研究各这2维度资源联合开展优化分析的研究还比较少政L鉴于多波束通信卫星功率分配问题己被证明非凸田且属于问题该类系统功率和

17、频带资源联合优化问题也是NRtadc.对此梁典的数学优化方法往往通过松弛求解不仅消耗大量计算资源项且对于较大规模问题的求解效果欠佳团。与经典数学优化方法相比启发式或人工智能方法虽在有限时间内难以求得最优解但通过优化设计可以较快获得高质量可行解逐渐成为该领域的研究热点恒，本论文面向带有柔性载荷的高通量多波束通信卫星系统构建了针对下行波束的功率及频带联合优化资源分配模型模型考虑了多色复用、信道链路预算、调制编码、波束间干扰以及卫星功率和频带等实际工作约束。为高效求解该模型还设计实现了带有寻优控制策略的遗传算法。仿真计算结果表明本文提出的资源分配方法能够适应不同用户容量需求分布情况可为高通量多波束通

18、信卫星系统提供功率和频带资源联合优化解决方案。2系统模型2L高通量多波束通信卫星系统场景高通量多波束通信卫星系统由空间段、地面段和用户段组成如图1所示。空间段由卫星组成部署于地球同步轨道,卫星采用多波束方式覆盖地表一定区域地面段主要由信关站组成,主要为系统提供馈电链路并承我用户入网和接入功能用户段包括各类型用户终端使用频段为及化方式为圆极化分布在系统波束覆盖范围内。系统下行波束集合为Q,波束数量为|Q.任一波束包含的裁波集合为C.任一波束图1高通量多波束通信卫星系统场景载波数量为C|。假设各波束中心存在一用户终端其容量需求为该波束覆盖范围内所有用户终端容量需求总和。考虑到本文主要研究系统下行波

19、束资源分配故假设馈电链路无噪声,下行信道为加性高斯白噪声信道。为支持波束功率和频带联合优化分配，卫星配置柔性行波管放大器等柔性载荷。系统采用4色频率复用体制由2个频带和2种极化方式G旋极化L_HCP和右旋极化RHGP)组成疽体复用方式如图2所示如文方法也适用于其他频率复用体制),系统采用第二代数字卫星电视广播拓展标准该标准包括自适应调制编码策略即根据链路信噪比系统选择最佳的调制编码体制MODOODLHCPFrequencyRHCP图2系统四色复用示意F2ccfcisandhmdAizihN链路计算子模型本文链路建模包含全RF信道从数字信号的调制端到解调端包括调制器、功率放大器、发射天线、接收天

20、线、低噪放和解调器曲七用户终端u接收的有用功率接收机输入端近r为£=4丁+Ejt-E)boJ+iRFOfUEXMLJ为本文计算模型可设置参数变量期于模型输入'用户终端U接收的噪声功率为EJ+厅s】+feNO式中二k=_B_6DE2cBW/Gte-为玻尔兹曼常数为等效噪声带宽Es】为等效系统噪声温度工BK计算方法参见文献叨在确定接收机输入端有用信号功率、噪声功率基础上可以计算单波束覆盖接收机的输入端载噪比这里将接收机输入端接收的N干扰功率看作噪声功率的一部分二§=i>R-AC-Sr式中二MrJ为当前波束覆盖下用户终端接收到的干扰功率xBWo1R主要包括省前波束附

21、近具有相同颜色伺极化且同频段敏束在用户终端方向可能存在的少量能量辐射如天线旁瓣辐射干扰妒，具体计算方法见第23小节宏间去极化效应导致的不同极化同频段波束干扰峥无于非线性效应导致的三阶互调干扰同轨卫星间干扰地。干扰功率-R组成如下心二IR=1°°+皓+1°+皓G为简化计算刀：8工6及J：芯为模型可设置参数变量瑚于模型输入则需要结合多波束功率及带宽动态计算决体方法参见第23小节。在CVBS频谱效率与编码调制方式列表的中"链路所能达到的频谱效率门。位&r-LOSSO式中i为卫星天线辐射功率为卫星天线发射增益xB；为卫星天线发射增益xB；baze-七以乂

22、i符号信噪比EN。辱位CB)有关假设链路信号带宽为BW,No£丁为卫星天线波束等效全向辐射功率xBW7则符号速率Rs需满足BW=RSl-Fd单位EDBO3为卫星功率放大器输出回退值为用户终端天线接收增益为链路损耗总和xB。链路损耗iLrw&l为ILOSE=EelJ-fIrflJ4-IamiJ-fIaaJ+QlJO匝必以为采样时低通滤波器滚降系数。进一步可推导乌与C的关系二NoNEsEs_xBWNo=NoxBW式中二为下行波束自由空间损耗yB；接收机馈线损耗为天线指向损耗为大气损耗为极化失配损耗其中WL计算方法参见文献H二IAATII口J计算参见1TU标准文件D2LLEsxRs

23、mQ+a=O根据6/BS2X标准"香柬得到该链路理想情况下Gc=。对应的频谱效率n，实际频谱效率为=-0-0于是本链路载噪比C条件下.l-KX信息速率R=rrxBW建位K1容量需求大于该波束所能提供的容<7)|C|量,RE-则波束b未满足容量需求为|UA|为终端u和波束i中心点A之间的距离。进而根据天线波束方向图可以得到干扰波一乏S反之波束b未满足容量需求为O探示该波束能完全满足覆盖范围内所束在偏离主轴GC)=0羿妙的窘获，有用户终端容量需求。本文研究的高通量多波>AI2x入+式中py为波束云主轴方向增益N：l和分别为一阶和三阶贝塞尔函数人=2813X*乒七在式基础上计算

24、终端U接收3TiC>到来自波束宣的干扰功率巨至为束通信卫星系统资源分配的优化目标是未满足容量需求总和UCD最小化。令卫星下行可用总带宽卫星功放总功率为任一波束b所属我波c的最大功率为P咛"带宽取值范围是BWW.1模型的决策变量为分配给任一波束b所属载波c的功率Pe：和带宽BWbo定义极化方式均为p的为波束间干扰计算子模型波束间干扰妒计算原理如图3所示。beamh图3波束间干扰计算原理(同极化旦同频：)F.3Sdtittiizefesmiitr&oxe在图m中假设用户终端u位于波束b覆盖as*.%beamh图3波束间干扰计算原理(同极化旦同频：)F.3Sdtittiize

25、fesmiitr&oxe在图m中假设用户终端u位于波束b覆盖as*.%能通过旁瓣被终端U天线接收即为诣波束间干扰功率计算方法如下。波束1.地面覆盖范围中心记为A,WGS34-坐标系下经度、纬度和高程分别为6伊波束b地面覆盖范围中心为坐标为6b伊"Vb»用户终端u位于U，坐标为&食次U>用户终端L1偏离波束主轴方向夹角记为<pi该夹角可根据余弦定理计算得到口J二lOBOiJ-i-BuZI-Less.6式中二它为波束云发射功率为波束立在偏离主轴爆大增益方向角度方向的增益£B；geo门为波束的输出功率饱和回退值为终端U的接收增益xB；ILg&

26、amp;H】为从卫星到终端U的链路损耗总和，计算方法参考式3问题建模高通量多波束卫星系统具有Q|个下行波束,每个波束含有|C|个载波耘束形状及指向固定波束功率和带宽根据波束内用户终端需求以及相关约束进行动态分配。系统未满足容量需求<CrmdtcBcS乡cferand"UCD总和是评估高通量多波束通信卫星系统效能发挥和收益的关键指标，定义为UCD="©f©4qoo)|C|式中二R为用户终端对波束b所有载波0=1|C|的容量需求©己为波束b容量需求：VR尸为波束b所有载波所能提供的容量仁确束b所能提供的容量，从式<5o>可以看出，

27、若波束b相邻空间波束集合为ZXR,。基于以上定义对高通量多波束卫星系统资源分配问题建模如下二IQI|C|C|(Start)或区"臣1噫竺_密芝理<31>IQIKI云-pBBOwPmNP碧WQ，/WC<13bw«霎<bw,<BWAseQeecKIKI'BWiT<<j=1cr=1<uQC5)|C|C|、BWg+BW住<BWf1e=1VGb晃AF>,式优化目标汶i最小化系统未满足容量需求总和；约束式确保所有载波分配功率总和最大不超过卫星功放总功率为束式03必任一载波分配功率约束席勺束式街gj任一载波Conduct

28、wheelselectionGenerateinitialresourceallocationschemerandomlyConductsimulatedbinarycrossoverwithoptimizedcontrolstrategyg<max3?ConducteliteretentionNYOutputoptimizationsolution<ConductmutationwithoptimizedcontrolstrategyEnd)criterionismet?Theconvergence波束带宽之和小于卫星下行可用总带宽避免同极化相邻波束共用频带。4算法设计对于多波束

29、通信卫星系统资源分配这样的NP+d问题4青确的数学规划方法通常仅适用于决策参量及业务规模较少情况以可接受的计算代价获得高质量解的启发式或智能优化方法在实际工程环境下更具吸引力g】。针对本文研究问题设计实现了一种遗传算法求解资源分配模型该方法将每种资源分配方案看成染色体染色体所含基因包括系统所有波束相关资源要素通过对染色体执行选择、交叉、变异和精英保留操作获取高质量资源分配方案。算法流程框架如图4所示。为引导算法向高质量可行解区域寻优加快算法收敛减少迭代次数在算法设计中嵌入可行解寻优策略通过控制交叉和变异操作算子提高求解效率。可行解寻优控制策略描述如下:令图4高通量多波束通信卫星系统由4做婚儿图

30、4高通量多波束通信卫星系统由4做婚儿操作算了执行前波束b所属载波c的容量需求为该波束载波分配功率和带宽分别为和BVM“，该波束载波分配资源所能提供的容量为RW若该波束载波执行交叉或变异操作算子可得新的功率和带宽分别为P建和带宽BW2。如果波束载波容量需求己小于当前分配资源所能提供的容量则通过交叉或变异算子操作不能增加该载波功率和带宽资源反之通过交叉或变异算子操作不能减少该载波功率和带宽资源。具体控制策略描述二F>=min晚<R芒算法收敛标准是将第g次迭代产生的资源分配方案集合中的最佳方案即系统未满足用户容量需求最小的资源分配方案N己为第g代最佳方案。该方案未满足用户容量需求量记为各

31、UCEt与前L次平均值相比Jfl对变化小于门限ee+cid时，则认为资源分配算法收敛必出迭代循环涕：体如下二UCD&I,么UCD,n<Ittencfcl<58本文算法由MatHD实现计算机硬件配置包括主频为25GHz点虹点；G<TM>&=ZZ£)U处理器和8GB内存。5系统实现方案高通量多波束通信卫星系统资源分配实现方案如图5所示。图5高通量多波束通信卫星下行波束D高通量多波束通信卫星任务规划周期开始。高通量多波束通信卫星系统下行波束任务规划按照时间周期性开展任务规划周期时长可以根据用户需求动态变化情况灵活调整。2用户向系统地面运管方发送容量需

32、求、终端及地理位置信息。用户根据终端需求向高通使用申请具体提报内容包括用户终端编号、终调婕象废蜘端位置楠鹿押锻旅顺螂歉、缱端端最小发射功率、终端最大发射功率、终端系统噪声温度及终端容量需求。3对高通量多波束通信卫星系统下行波束实施资源动态优化分配。根据本文第4节所提方法实施系统资源优化分配。4资源分配优化所需计算模块。链路的计算方法见第22小节耘束间干扰的计算方法见第23小节，大气损耗计算方法见式6仿真校验a业务实例和场景设置高通量多波束卫星系统资源分配仿真场景如图1所示。1颗高通量多波束通信卫星位于地球静止轨道，共有65个固定指向点波束/页段为亿频段与皮束形状相同且均不可调耘束功率和带宽可根

33、据波束覆盖范围内用户终端容量需求变化而动态调整系统采用四色复用体制。假设每个波束提供1个载波波束内用户终端容量需求集中在波束中心。链路和波束干扰模型计算所需参数如表所示。为了完整分析系统在不同规模用户容量需求时的下行波束资源分配问题本文考虑了用户需求总容量为9DGtiNdUOGti和USDGtX三种情况。另外,鉴于在系统实际运行场景中各波束对应的用户容量需求分布不均而且可能随时间动态变化为检验本文方法对不同容量需求分布情况的适应能力在每种用户需求总容量情况下还考虑了2类需求分布学第1类场景为波束间用户容量需求差异适中L般淇标准差约为系统单波束平均容量需求35%；第2类场景为波束间用户容量需求差

34、异较大布准差约为系统单波束平均容量需求GD%。在各类需求分布场景下分析如下4种资源分配方法的效果上波束载波功率、带宽资源平均固定分配上波束载波功率动态可调、带宽平均固定分配3淀上波束载波功率平均固定分配、带宽动态可调nD星上波束载波功率、带宽联合动态分配。表系统链路预算和波束干扰参数设置TcfelmSi<bctrdbeanr&feexeFamdterOtittBLcbStLtfccferfc>/t6l<Ti资源分配算法相关参数设置如表2所示。表2算法参数设置racfe2FamdfescflhBpq$>«f1dLyiilF111ueFerra-SODMa

35、««TLmpcvacf=G5d>caT»IceLfefehmdAidhMa4rnLmtandA<ihcfCoSbliICcFfcr-MHrrLmbmcUtihcFGftB>ili11initti-garacfeiTfeQJpdthatkefFM<inLmancf7'tl'Tia?Emfttiarterecfemd&-reyiad&TjaCarstD3dcicTtaTnDELfafcri-VrifcziCfoxep>ttel83ZWpg3JDWReqjer<y22GHBWB90DMHZ：BW；技90

36、DM也BW.TOMUzDsu25mCBO3cBGNS2cESQ_5m忍7cS(XTyO2JCOKo>n3DcBC3BV127cBcBMSmurnn-rrbannafcnsTHecfcl1he±cfciF>ocs630DQQLQ冬JLOMiJBfcnpcfcdzSPrrvfctr,!Q.CB应弟空蠢南屠方法仿真计算3种不同需求规模对应的资源分配结果分别如表3表5所示"可以看出二D在不同规模容量需求以及波束容量需求差异场景中4种资源分配方法的结果存在明显差异平均固定分配波束载波功率及带宽资源时系统未满足容量需求最大系统效能发挥最差。对功率或频带任一维度动态分配资源时

37、均可有效压缩系统未满足容量需求并且功率、频带两维度联合动态分配的改进效果最明显。当系统用户需求总容量分别为gocMz“和：l3DGtiN&且均考虑两种波束间容量需求差异情况L般、大时才目比平均固定分配波束载波功率及频带资源功率和频带联合动态分配可分别将系统未满足容量需求平均压缩NLCS%4!47%和lG.3L%o表m系统用户需求总容量9DC±X时4种资源分配方法的效果UCD/fcHalES_craES-ZSDCD7,rrhodcterandbdtAffinbEErrispDAo/WfaaxiAcit/MFfe%ABjfepcvxeraxJbmcUfclhNzrrndl3SZ2

38、.M)81S_G0D29231.G0Dcri&ml/La81S_CBD29231.G0DZiB<jl4zlfcpJlLA/V9rillNzrrrd29251GGD58.35haxlA<±hLri&TYTB/aSXkBD293D.CBD3LMNzrrrS1S_GOD22B_3ZL55.29andpoAan_ri&m|/La5SZ1G3L81Z_CBDJ93EZ_618QC9ABjfepDAGraidbmcUfcihJ一.NzrnAix-*429yM_XB79.6Lacp4019128XBD2EZO.BS62么2当系统需求总容量为9DGtX<ff

39、l尸在压缩系统未满足容量需求基础上进一步减少容量需求规模较小功率和频带联合动态分配可功率和带宽资源开销。芒4项统用户需求邑容量工100幺时4种资源分配方法的效果Ctf&Ef:x：its/UCD/IcM场taicUfcihhtrmdl81S_G0D2929D.G0D3815-12D81S_G0D2929D.G0DZioepmannerriyandNzrrni81S_G0D293D.G0D22.30taxlA<ihUT&ml/La2232L/B/8J2L98D293D.CBDM.3DtardAiihcnErriyNzrm6CB_LZL8225.003SZ.29B25.05an

40、dpcvan_ri&m|/2LZ2-D81Z.CED33SD.CI217_至ZicafepmaandtHnd/xidtnJ二Nzrrrei42EZ_0_3Z1曰CytiINLc=fl<Lacp83Z-CED224.383D.29nhodcfaTa-dbdkAeanbrarnspEvva/WbarcUfcit/MHz:%表5系统用户需求总容量MGzfeW时4种资源分配方法的效果Thefedtci=EoTesDLrcEtifcrirreHudsrrhodcterandbdtAsantrams<K/titscdo/WbandAfcit/MHz:%37313.382D.3132LL

41、90833CBa_122EEE雾81818181818181532923D.G0D293D.CBD29231CBD0CD29233.CBD12_M2/LCEQ.们Fzf=m坯JO28.3390R刀QI系统用户需求总容量为工1O任X时/匕较本文方法在有、无寻优控制策略条件下系统未满足需求容量和消耗总功率分别如图&图7所示。可以看出相比无寻优控制策略在本文方法中对交叉和变异算子实施寻优控制可以使系统未满足容量需求总和减少MbfcJ功率资源消耗总和下降迎W,提升了算法性能。3xl(rINI8gooooo50505100998888777Msws.P38O=BSOH(-s二qsypuwop&g

42、t;专dp。KHUUQ2.51.510.5°020406080100IterationWithoutoptimizedstrategyWithoptimizedstrategycacoLcferandpy78。°204060Iteration80100WithoutoptimizedstrategyWithoptimizedstrategy图7系统分配总功率迭代收敛曲线F_7crorTECLruecf=tl进一步在与上述相同场景下将本文方法与一种基于粒子群优化的多波束通信卫星动态资源分配方法昨丁比较。当系统用户需求总容量赂时，采用这两种方法分别计算系统未满足用户容量需求优化

43、结果如图8所示。可以看出比文献E21提出的粒子群资源分配方法本文提出的功率和频带资源联合优化方法可使系统未满足容量需求减少2C虫Mad且收敛速度更快术文方法性能更优。迭代收敛曲线(-s=q)、PLsu5pmwdccoauKsVASAXZACA匕GCFALR,RAVISHANKAR-ZbtelLjes-rro<t:"fillDJbLirdcF宝.CcrnrHLrifcjnsaxj34-朱立东_国外军事卫星通信发展及新技术综述DJ-无线电通信技术_ZHULD_Ffei/vancbuqcrnadtazireArtadn±escfrratey:it1<XTnrri_rifcrsd