GEO衛星移動(dòng)通信系統信道分配策略研究

移動(dòng)通信分為地面移動(dòng)通信和衛星移動(dòng)通信,衛星移動(dòng)通信又可分為星座移動(dòng)通信和靜止軌道衛星移動(dòng)通信。人們對地面移動(dòng)通信系統用戶(hù)越區切換時(shí)信道分配策略的研究已經(jīng)比較成熟，而衛星移動(dòng)通信系統信道分配策略的研究相對較少。GEO系統星地位置相對靜止，因而成為區域性通信的首選。針對GEO 系統終端運行速度快、波束覆蓋面積大等特點(diǎn)，將移動(dòng)通信的幾種信道分配技術(shù)應用于該系統，通過(guò)仿真來(lái)分析系統的性能。

　　1 系統模型

　　GEO 系統同其他移動(dòng)通信系統一樣存在2 種類(lèi)型的呼叫，即初始呼叫和切換呼叫。初始呼叫是終端需要通話(huà)時(shí)發(fā)起的呼叫; 切換呼叫是當終端在通話(huà)過(guò)程中從一個(gè)區域移動(dòng)到另一個(gè)區域時(shí)，為了不使通話(huà)中斷，需要向新的服務(wù)區發(fā)起呼叫。切換呼叫的優(yōu)先級高于初始呼叫，所以移動(dòng)通信系統在分配信道時(shí)要保證切換呼叫呼損率低于初始呼叫呼損率。

　　GEO 系統一個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)就是存在高速運行的終端，終端高速運行時(shí)不輕易改變方向，所以在模型中，終端只有4 個(gè)固定的運動(dòng)方向，確定了運動(dòng)方向后，在通話(huà)結束前不再改變。通話(huà)起始位置是隨機的，如圖1 所示。

圖1 終端在波束覆蓋區內運動(dòng)示意圖

　　為了分析系統的性能，所以首先確定與系統性能密切相關(guān)的各個(gè)參數。

　　駐留時(shí)間是描述一個(gè)移動(dòng)終端在一個(gè)波束內時(shí)間量的隨機變量。駐留時(shí)間分為初始呼叫駐留時(shí)間Tns和切換呼叫駐留時(shí)間Ths。Tns是一個(gè)終端呼叫從發(fā)起到離開(kāi)波束的時(shí)間長(cháng)度，T hs表示一個(gè)從相鄰波束切換過(guò)來(lái)的終端在該波束的駐留時(shí)間。假設終端在每個(gè)波束的平均駐留時(shí)間為T(mén)s，Ts 服從負指數分布，均值為1/ us，us= 0. 7182 × v / R，v 代表速度,R 代表波束半徑。

　　呼叫持續時(shí)間T c 是指一次呼叫完成所占有的時(shí)間。假設其服從均值為uc 的負指數分布，即：

　　信道保持時(shí)間Th 是指在一個(gè)波束內終端呼叫占用的時(shí)間，信道保持時(shí)間通常等于或小于呼叫持續時(shí)間，如式3 所示。

　　有了信道保持時(shí)間后，就可以求出系統的平均呼叫離去率。由：

　　其概率密度函數為:

　　均值為E [ Th] = 1/ uh= 1/ ( uc+ us) 。無(wú)論是切換呼叫還是初始呼叫，當其在波束中的通話(huà)持續時(shí)間大于在該波束內的駐留時(shí)間時(shí)，就會(huì )發(fā)生切換，定義終端發(fā)生切換的概率為Ph: