一種基于TCRA的低軌星座通信系統的強占預留信道策略

這里稱(chēng)不等式(12)右側的時(shí)間門(mén)限為強占信道時(shí)間門(mén)限，用ΔT表示。只有滿(mǎn)足Δτ>ΔT，才能保證改進(jìn)的策略具有更好的服務(wù)質(zhì)量。
2．2 算法描述
　　在執行基于TCRA的強占預留信道的信道分配策略時(shí)，首先根據實(shí)際低軌星座衛星的移動(dòng)性參數、小區信道數量以及業(yè)務(wù)模型的相關(guān)參數，按(12)式計算強占信道時(shí)間門(mén)限ΔT。在一個(gè)呼叫的生命周期中主要執行的算法如下：
　　新呼叫到達階段：當T0時(shí)刻新呼叫發(fā)出信道請求時(shí)，系統首先執行TCRA-1策略，如果滿(mǎn)足此策略，系統分配給新呼叫一個(gè)合適的信道并實(shí)施預留，如果新用戶(hù)駐留本小區時(shí)間間隔內所有信道都有被預留的記錄，則搜索最遲被預留的信道，假設其預留開(kāi)始時(shí)間為T(mén)1，則Δτ＝T1－T0。如果Δτ>ΔT且可在下一小區實(shí)施預留，則接受新呼叫請求；否則，新呼叫失??；如果系統沒(méi)有空閑信道，也阻止新呼叫接入。
　　呼叫切換階段：切換后用戶(hù)使用事先系統為其預留的信道；系統預測未來(lái)切換的時(shí)刻，并且在未來(lái)小區中相應的時(shí)間間隔內預留一個(gè)信道。如果以上條件系統無(wú)法滿(mǎn)足，則此呼叫切換失敗，解除為其預留的信道。無(wú)論切換是否成功，此呼叫都釋放目前小區占用信道。
　　呼叫終止階段：當用戶(hù)結束本次呼叫時(shí)，釋放目前小區占用的信道，解除下一小區相應信道的預留請求。
3 仿真結果與分析
3．1仿真模型和基礎假設
　　本文中的仿真建立在7小區網(wǎng)絡(luò )模型之上進(jìn)行，如圖1。在7小區模型中用戶(hù)終端按照從小區A到小區G的順序切換， G中用戶(hù)的目的切換小區是A。7小區模型可以為仿真提供足夠的精度，且復雜度要低于采用98小區的模型[5]。
　　仿真中假設：模型中新呼叫到達時(shí)間服從泊松分布，小區中的新呼叫用戶(hù)出現位置服從均勻分布；用戶(hù)通話(huà)持續時(shí)間服從負指數分布，呼叫平均持續時(shí)長(cháng)為180s；小區長(cháng)度為250km；衛星星下點(diǎn)速度為27 000km/h；采用固定信道分配，每個(gè)小區平均分配20條信道；TCRA-1中的錯誤差量σt取0；GoS平衡因子k取10；仿真時(shí)間為24h。
3．2 仿真結果
　　本文在固定信道分配的基礎上，分別采用了TCRA、基于TCRA的強占預留信道策略、預留信道數量為2和3的固定信道預留策略對通信過(guò)程進(jìn)行仿真。對應不同的業(yè)務(wù)量，對幾種策略的切換失敗概率、新呼叫阻塞概率和GoS三項指標進(jìn)行比較， 如圖4、圖5、圖6所示對比幾種策略，TCRA不產(chǎn)生切換失敗，這是此算法的優(yōu)勢，但其產(chǎn)生的新呼叫阻塞率較高；固定預留2個(gè)信道策略的切換失敗率最高；固定預留3個(gè)信道策略的新呼叫阻塞率最高；提出的新策略產(chǎn)生一定的切換失敗，但即使是在業(yè)務(wù)量為12愛(ài)爾蘭時(shí)切換失敗率也僅有7.7×10-4，在新呼叫阻塞概率方面，明顯優(yōu)于固定預留3個(gè)信道的預留策略和TCRA策略，對應不同的業(yè)務(wù)量，策略幾乎都能比TCRA降低20％的新呼叫阻塞概率。幾種策略中，本文提出的新策略具有最低的GoS。綜上，與TCRA和兩種固定信道預留策略相比，新策略都具有更好的QoS，且能較好地利用系統的信道資源。