GEO衛星移動通信系統信道分配策略研究

移動通信分為地面移動通信和衛星移動通信,衛星移動通信又可分為星座移動通信和靜止軌道衛星移動通信。人們對地面移動通信系統用戶越區切換時信道分配策略的研究已經比較成熟，而衛星移動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，將移動通信的幾種信道分配技術應用于該系統，通過仿真來分析系統的性能。

　　1 系統模型

　　GEO 系統同其他移動通信系統一樣存在2 種類型的呼叫，即初始呼叫和切換呼叫。初始呼叫是終端需要通話時發起的呼叫; 切換呼叫是當終端在通話過程中從一個區域移動到另一個區域時，為了不使通話中斷，需要向新的服務區發起呼叫。切換呼叫的優先級高于初始呼叫，所以移動通信系統在分配信道時要保證切換呼叫呼損率低于初始呼叫呼損率。

　　GEO 系統一個顯著的特點就是存在高速運行的終端，終端高速運行時不輕易改變方向，所以在模型中，終端只有4 個固定的運動方向，確定了運動方向后，在通話結束前不再改變。通話起始位置是隨機的，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的各個參數。

　　駐留時間是描述一個移動終端在一個波束內時間量的隨機變量。駐留時間分為初始呼叫駐留時間Tns和切換呼叫駐留時間Ths。Tns是一個終端呼叫從發起到離開波束的時間長度，T hs表示一個從相鄰波束切換過來的終端在該波束的駐留時間。假設終端在每個波束的平均駐留時間為Ts，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。

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

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

　　有了信道保持時間后，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) 。無論是切換呼叫還是初始呼叫，當其在波束中的通話持續時間大于在該波束內的駐留時間時，就會發生切換，定義終端發生切換的概率為Ph: