基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法及装置

本发明涉及无线通信网络，尤其涉及一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法及装置。

背景技术：

1、目前以波束覆盖区域为频谱资源分配基本单元的频谱共用方法中，是将位于同一个波束或者同一组波束下的无线链路作为一个整体，进行协同调度或者协同传输优化。该方法频谱资源分配颗粒度过粗，难以充分利用无线信道的随机衰落所带来的频谱共用机会。

2、另一种以无线链路为基本用频单元的频谱共用方法中，当用于天空地网络中基于细颗粒度时频资源块的频谱共用场景时，需要先实现与细颗粒度时频资源块相对应的精细星地时间同步，系统开销与处理复杂度较高。例如，对于一个采用mf-tdma(multi-frequency time division multiple access，多频时分多址)多址方式的天空地网络，若在空地链路与卫星链路间开展以无线链路为基本用频单元的频谱共用，需要以匹配时隙的精细时间同步为前提条件，系统开销与处理复杂度较高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，如何通过在卫星波束覆盖区域内构建虚拟小区，能够以粗颗粒星地时间同步以及较低的系统开销与处理复杂度，实现空地下行链路与卫星上行链路之间基于细颗粒度时频资源块的频谱共用；有鉴于此，本发明提供一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法及装置。

2、本发明采用的技术方案是，一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法，包括：

3、步骤s1，根据卫星波束覆盖区域内的用户分布，构建卫星虚拟小区；

4、步骤s2，根据每个卫星虚拟小区内所有卫星用户的总传输需求，为所述卫星虚拟小区分配一组载波，并基于该载波为小区内每个卫星用户按需分配所需的载波和时隙资源；

5、步骤s3，确定所有空地下行链路受到的来自每个卫星虚拟小区的干扰，并根据各空地用户的传输需求，对所有空地下行链路在所有载波资源上进行联合优化调度与时隙资源分配。

6、在一个实施方式中，所述步骤s1包括：

7、将卫星波束的覆盖区域以预设半径划分成为多个较小的圆形区域，其中，相邻所述圆形区域间存在重叠，以确保圆形区域之间无缝隙；

8、每个划分得到的所述圆形区域及区域内部分布的用户，组成卫星虚拟小区。

9、在一个实施方式中，所述步骤s2包括：

10、根据每个卫星虚拟小区内所有卫星用户的总传输需求分配一组载波，所分配载波的集合为

11、每个卫星虚拟小区根据小区内各卫星用户的传输需求，在内为每个卫星用户按需分配其所需的载波和时隙资源。

12、在一个实施方式中，所述步骤s3包括：

13、对于每条空地下行链路m，确定其受到的来自每个卫星虚拟小区n的干扰imn，其中，m＝1,…,m，n＝1,…,n，其中m代表空地用户的数量；

14、根据所有空地用户的传输需求以及受到来自各卫星虚拟小区的干扰imn，对空地下行链路在所有载波资源上进行联合优化调度与时隙资源分配。

15、本发明的另一方面还提供了一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用装置，包括：

16、构建单元，配置为根据卫星波束覆盖区域内的用户分布，构建卫星虚拟小区；

17、分配单元，配置为根据每个卫星虚拟小区内所有卫星用户的总传输需求，为所述卫星虚拟小区分配一组载波，并基于该载波为小区内每个卫星用户按需分配所需的载波和时隙资源；

18、调度单元，配置为确定所有空地下行链路受到的来自每个卫星虚拟小区的干扰，并根据各空地用户的传输需求，对所有空地下行链路在所有载波资源上进行联合优化调度与时隙资源分配。

19、在一个实施方式中，所述构建单元进一步配置为：

20、将卫星波束的覆盖区域以预设半径划分成为多个较小的圆形区域，其中，相邻所述圆形区域间存在重叠，以确保圆形区域之间无缝隙；

21、每个划分得到的所述圆形区域及区域内部分布的用户，组成卫星虚拟小区。

22、在一个实施方式中，所述分配单元进一步配置为：

23、根据每个卫星虚拟小区内所有卫星用户的总传输需求分配一组载波，所分配载波的集合为

24、每个卫星虚拟小区根据小区内各卫星用户的传输需求，在内为每个卫星用户按需分配其所需的载波和时隙资源。

25、在一个实施方式中，所述调度单元配置为：

26、对于每条空地下行链路m，确定其受到的来自每个卫星虚拟小区n的干扰imn，其中，m＝1,…,m，n＝1,…,n，其中m代表空地用户的数量；

27、根据所有空地用户的传输需求以及受到来自各卫星虚拟小区的干扰imn，对空地下行链路在所有载波资源上进行联合优化调度与时隙资源分配。

28、本发明的另一方面还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法的步骤。

29、本发明的另一方面还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法的步骤。

30、相较于现有技术，本发明至少具备以下优点：

31、本发明提出的基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法，能够以较粗颗粒度的星地时间同步，以及较低的系统开销与处理复杂度，实现空地下行链路与卫星上行链路之间基于细颗粒度时频资源块的频谱共用，从而提升天空海网络的频谱利用效率，应对频谱资源短缺问题。

技术特征：

1.一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法，其特征在于，所述步骤s1包括：

3.根据权利要求2所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

4.根据权利要求3所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

5.一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用装置，其特征在于，所述构建单元进一步配置为：

7.根据权利要求6所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用装置，其特征在于，所述分配单元进一步配置为：

8.根据权利要求7所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用装置，其特征在于，所述调度单元配置为：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法的步骤。

技术总结本发明提出了一种基于卫星虚拟小区的天空地网络频谱共用方法及装置，方法包括：根据卫星波束覆盖区域内的用户分布，构建卫星虚拟小区；根据每个卫星虚拟小区内所有卫星用户的总传输需求，为卫星虚拟小区分配载波，并基于该载波为小区内每个卫星用户分配所需的载波和时隙资源；确定所有空地下行链路受到的来自每个卫星虚拟小区的干扰，并根据各空地用户的传输需求，对所有空地下行链路在所有载波资源上进行联合优化调度与时隙资源分配。本发明能够以较粗颗粒度的星地时间同步，以及较低的系统开销与处理复杂度，实现空地下行链路与卫星上行链路之间基于细颗粒度时频资源块的频谱共用，从而提升天空海网络的频谱利用效率，应对频谱资源短缺问题。技术研发人员：王燕敏,朱丽平,翁彧受保护的技术使用者：中央民族大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2