多波束卫星通信系统波束干扰下的资源分配策略研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2022年第2期北京时间：

作者：司闯，李鹏，史传胜，葛旗伟

单位：司闯,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044,李鹏,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044,peng.li@nuist.edu.cn史传胜,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044,葛旗伟,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044

摘要：多波束卫星通信系统能够为移动用户提供全球范围的通信服务.然而,由于条件限制,星上资源利用率较低,并且星地距离较远,业务传输过程中存在较大时延.为了提高星上资源的利用率,本文在有波束干扰的多波束卫星通信系统中,针对有严格时延要求的卫星通信业务,提出了一种新的下行链路资源分配算法,增加了业务时延限制和最大干扰功率限制两种约束条件,满足各点波束的最大业务时延要求以及对地面网络通信的干扰影响.本文同时考虑了各点波束的相互干扰对系统容量的影响,以最大化满足点波束业务需求量为优化目标,利用拉格朗日对偶理论和次梯度下降法得到最优资源分配结果.仿真结果表明:在噪声功率谱密度相同的信道条件下,与现有的几种算法相比,本文提出的算法可满足每个点波束的时延要求,具有较好的公平性,同时提高了系统的总传输速率,降低了点波束业务需求与所分配通信资源之间的差值,最大化满足用户通信业务需求;在噪声功率谱密度不同的信道条件下,本文提出的算法仍保持较好的公平性.

关键词：卫星通信;多波束;波束干扰;资源优化;时延;干扰功率

基金资助：国家自然科学基金(61501244,61501245);江苏省自然科学基金(BK20150932)