技术特征：
1.一种星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，包括：步骤s1，构建星地融合网络模型，所述星地融合网络模型包括共享相同频谱的卫星通信系统和地面通信系统，其中，所述卫星通信系统由一个卫星以及所述卫星覆盖范围内的若干卫星终端组成，所述卫星覆盖范围内存在若干地面通信系统，每个地面通信系统由一个地面基站以及一个或多个地面终端组成，所述卫星和所述地面基站均连接至一个网络控制实体；步骤s2，所述网络控制实体从所述卫星处获取每个卫星终端的位置信息和传输需求，并从所述地面基站处获取每个地面通信系统的位置信息和传输需求；步骤s3，根据所述卫星终端的位置信息和传输需求，以及所述地面通信系统的位置信息和传输需求，所述网络控制实体执行资源分配，确定所述卫星在一个资源分配窗口中的每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合，以及每个地面通信系统在一个资源分配窗口中可使用共享频谱进行传输的时隙集合；步骤s4，所述网络控制实体将每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合发送给卫星通信系统，并将每个地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙集合发送给对应的地面通信系统；步骤s5，所述卫星根据所述网络控制实体的资源分配结果，在每个时隙中使用共享频谱为使用共享频谱服务的卫星终端提供传输服务；所述地面通信系统根据所述网络控制实体的资源分配结果，在可使用共享频谱进行传输的时隙中使用共享频谱进行传输，在其余时隙中暂停使用共享频谱进行传输。2.根据权利要求1所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述卫星配置有相控阵天线，所述卫星利用波束成形技术生成若干点波束，并采用跳波束技术为卫星覆盖范围内的卫星终端提供传输服务。3.根据权利要求1所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s3中网络控制实体执行资源分配的方法为基于分支定界法的最优资源分配算法。4.根据权利要求3所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s3包括：步骤s31，对于任一时隙，获取卫星所有可行的服务卫星终端组合，并将每一种可行的服务卫星终端组合定义为一种波束服务模式；步骤s32，根据所述卫星所有可行的服务卫星终端组合及其对应的波束服务模式，确定当卫星在一个时隙为一个卫星终端组合提供服务时，每个卫星终端和每个地面通信系统在该时隙中的传输容量；步骤s33，根据所述卫星终端的和所述地面通信系统的传输需求，构建以最大化星地融合网络的加权总传输容量为目标，或以最大化星地融合网络中最小的传输容量与业务需求比值为目标的资源分配问题；步骤s34，所述网络控制实体采用分支定界法求解所述资源分配问题，确定卫星在每个时隙中采用的波束服务模式和对应的使用共享频谱服务的卫星终端集合。步骤s35，根据所述使用共享频谱服务的卫星终端集合φ
t
，确定每个地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙集合ψ
j
。5.根据权利要求1所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s3中
网络控制实体执行资源分配的方法为贪婪资源分配算法。6.根据权利要求5所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s3包括：步骤s31’，将所述地面通信系统的资源分配保障因子q初始化为0，将每个卫星终端的剩余最大传输容量要求初始化为并将每个地面通信系统的剩余最小传输容量要求初始化为其中，i＝1,...,n
sat
，j＝1,...,n
ter
，n
sat
为卫星覆盖范围内的卫星终端的个数，n
ter
为卫星覆盖范围内的地面通信系统的个数，为卫星终端的最大传输容量要求，为地面通信系统的最小传输容量要求；步骤s32’，从时隙t＝1开始，逐个确定卫星在每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端和每个地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙，并更新每个地面通信系统的剩余最小传输容量要求步骤s33’，若所有地面通信系统的剩余最小传输容量要求均小于等于0，则结束资源分配，得到每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合φ
t
，t＝1,...,t
s
，t
s
为一个资源分配窗口的时隙数，和每个地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙集合ψ
j
；否则，令q＝q+1，返回步骤s31’。7.根据权利要求5所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s3包括：步骤s31”，令时隙t＝1，将每个卫星终端的传输容量初始化为0，并将每个地面通信系统的传输容量初始化为0；其中，i＝1,...,n
sat
，j＝1,...,n
ter
，n
sat
为卫星覆盖范围内的卫星终端的个数，n
ter
为卫星覆盖范围内的地面通信系统的个数；步骤s32”，找出具有最小传输容量与业务需求比值的卫星终端或地面通信系统，并基于具有最小传输容量与业务需求比值的卫星终端或地面通信系统，确定卫星在时隙t中使用共享频谱服务的卫星终端，并判断地面通信系统在时隙t中是否可使用共享频谱进行传输；步骤s33”，若t＜t
s
，t
s
为一个资源分配窗口的时隙数，则令t＝t+1，返回步骤s32”；否则，结束资源分配，得到每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合φ
t
和每个地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙集合ψ
j
。8.根据权利要求6所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s32’包括：步骤s321’，对于时隙t，定义候选卫星终端集合ω
t
，ω
t
中包含所有剩余最大传输容量要求大于0的卫星终端；步骤s322’，若集合ω
t
不为空集，则在所有地面通信系统中找出具有最大且的q个地面通信系统，并将与找出的q个地面通信系统的距离小于星地保护距离的所有卫星终端从集合ω
t
中移除；若集合ω
t
为空集，则进入步骤s326’；步骤s323’，在集合ω
t
中找出具有最大剩余最大传输容量要求的卫星终端i
*
，并将卫星终端i
*
从集合ω
t
中移除；
步骤s324’，将卫星终端i
*
加入卫星在每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合集合φ
t
,并更新卫星终端i
*
的剩余最大传输容量要求其中，表示在时隙t中卫星终端i
*
的传输容量；步骤s325’，若集合φ
t
中的元素数量小于n
beam
，则返回至步骤s323’；否则，进入步骤s326’；步骤s326’，对于第j个地面通信系统，j＝1,...,n
ter
，若其与集合φ
t
中的所有卫星终端间的距离均大于等于星地保护距离则将时隙t加入地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙集合ψ
j
，并更新第j个地面通信系统的剩余最小传输容量要求其中，表示在时隙t中第j个地面通信系统的传输容量；步骤s327’，若t＜t
s
，则令t＝t+1，返回步骤s321’；否则，进入步骤s33’。9.根据权利要求7所述的星地融合网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤s32”包括：步骤s321”，对于时隙t，初始化候选卫星终端集合和候选地面通信系统集合其中，集合和集合中的元素为卫星终端和地面通信系统的编号；步骤s322”，在集合和中找到具有最小传输容量与业务需求比值的卫星终端i
*
或地面通信系统j
*
，若具有最小传输容量与业务需求比值的是卫星终端i
*
，则进入步骤s323”；若具有最小传输容量与业务需求比值的是地面通信系统j
*
，则进入步骤s325”；步骤s323”，将卫星终端i
*
加入卫星在每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合φ
t
，并更新卫星终端i
*
的传输容量其中，表示在时隙t中卫星终端i
*
的传输容量；步骤s324”，将卫星终端i
*
从集合中移除，并将与卫星终端i
*
间的距离小于星地保护距离的所有地面通信系统从集合中移除；步骤s325”，将地面通信系统j
*
从集合中移除，并将与地面通信系统j
*
间的距离小于星地保护距离的所有卫星终端从集合中移除；步骤s326”，若集合φ
t
中的元素数量小于n
beam
，n
beam
为卫星生成的点波束的个数，且集合不为空集，则返回至步骤s322”；否则，进入步骤s327”；步骤s327”，对于第j个地面通信系统，j＝1,...,n
ter
，若其与集合φ
t
中的所有卫星终端间的距离均大于等于星地保护距离则将时隙t加入地面通信系统可使用共享频谱进行传输的时隙集合ψ
j
，并更新第j个地面通信系统的传输容量其中表示在时隙t中第j个地面通信系统的传输容量，进入步骤s33”。
技术总结
本发明涉及一种星地融合网络中的资源分配方法，包括：构建星地融合网络模型；网络控制实体获取每个卫星终端的位置信息和传输需求，并获取每个地面通信系统的位置信息和传输需求；根据卫星终端的以及所述地面通信系统的位置信息和传输需求，网络控制实体执行资源分配，确定卫星在一个资源分配窗口中的每个时隙中使用共享频谱服务的卫星终端集合，以及每个地面通信系统在一个资源分配窗口中可使用共享频谱进行传输的时隙集合；网络控制实体将资源分配结果发送给卫星通信系统和地面通信系统；卫星和地面通信系统根据资源分配结果进行传输。传输。传输。
技术研发人员：张梦莹 杨秀梅 汪涵 赵宇 卜智勇
受保护的技术使用者：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2022/12/12