一種基于TCRA的低軌星座通信系統的強占預留信道策略

負指數分布的無(wú)記憶特性，決定了對于呼叫持續時(shí)長(cháng)遵循此分布的正在通話(huà)用戶(hù)，它的呼叫結束時(shí)間不受其已經(jīng)歷通話(huà)時(shí)長(cháng)的影響。設已經(jīng)歷通話(huà)時(shí)長(cháng)T1的正在通話(huà)用戶(hù)在T1+Δτ時(shí)刻以后呼叫結束的概率為Po，則：

由于通話(huà)用戶(hù)間的呼叫持續時(shí)長(cháng)相互獨立，則n個(gè)活動(dòng)用戶(hù)繼續保持通話(huà)時(shí)間大于Δτ的概率Po(n)為：
　　

由此可以認為：在所有信道都被用戶(hù)使用或是預留的信道容量為C的小區中，T0時(shí)刻一個(gè)新呼叫到達，如果系統可以預測到接受此次新呼叫在T0＋Δτ時(shí)刻存在切換失敗的可能，那么采取強占預留策略允許此新呼叫接入，將導致系統切換失敗的概率為Po(C+1)。
　　參考文獻[6]推導得到，在由方形小區組成的一維移動(dòng)性模型中，如果新呼叫阻塞概率Pn和切換失敗概率Ph都為0，則系統中每次呼叫需要經(jīng)歷的平均切換次數nk為：

其中，Vsat為低軌衛星的星下點(diǎn)移動(dòng)速度，R為方形小區長(cháng)度。
　　服務(wù)等級（GoS）是反映QoS的一個(gè)重要指標，它由新呼叫阻塞概率和切換失敗概率決定[6]：

其中，k>1，是新呼叫與切換呼叫GoS之間的平衡因子，在一些文獻中通常取10。服務(wù)等級越低，通信質(zhì)量越好，說(shuō)明信道分配策略越好；切換失敗概率對于服務(wù)等級的影響是新呼叫阻塞概率對其影響的k倍。
為保證改進(jìn)的策略具有更好的QoS，要求改進(jìn)策略的GoS更低，結合GoS定義可得：

其中，Pn2和Ph2分別為策略改進(jìn)后系統產(chǎn)生的新呼叫阻塞概率和切換失敗概率；Pn1和Ph1分別為原策略產(chǎn)生的新呼叫阻塞概率和切換失敗概率。為更清楚地表述算法，本文將相應的呼叫統計數量引入計算，(6)式即可表示為：

其中，Nnbi，Nni，Nhbi，Nhi分別為采取原策略(i＝1)和采取改進(jìn)策略(i=2)時(shí)一段時(shí)間內系統中產(chǎn)生的新呼叫阻塞數量、新呼叫數量、切換失敗數量、切換數量?？闪頝n1和Nn2相等，記為：

本文采用的移動(dòng)性模型滿(mǎn)足參考文獻[6]提出的假設要求， 近似為0，根據參考文獻[6]，有：
　　

由式(7)、(8)、(9)，得到：

不等式左側分母表示新策略減少的新呼叫阻塞數量，即增加的新呼叫接入數量，分子表示新策略增加的切換失敗的數量。又有采用強占信道策略允許新呼叫接入所導致的切換失敗概率為Po(C+1)，則有：