调度周期更新方法、地球主站及卫星通信系统与流程

本发明涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种调度周期更新方法、地球主站及卫星通信系统。

背景技术：

1、在mf-tdma（multi-frequency time division multiple access，多频时分多址）卫星通信系统中，终端站（rcst，remote terminal station）的业务需求不断变化，需要实时地向网络控制中心（ncc，network control center）发送带宽请求。ncc根据各rcst发送的带宽请求，按照资源分配的规则将反向信道（卫星与rcst之间的上行链路）带宽分配给rcst，并通过前向信道（卫星与rcst之间的下行链路）将tbtp（terminal burst time plan，终端资源分配方案）广播给rcst。

2、现有的mf-tdma卫星通信系统中，ncc进行时隙调度时采用固定时隙调度周期，例如每隔50ms进行依次时隙调度后发送tbtp信令至网关处理器，该tbtp信令作为前向基带数据传输于网关处理器与前向调制板卡之间，tbtp信令最终由前向调制板卡发出后，通过卫星广播给各个rcst。然而，在实际传输过程中，存在以下问题：

3、网关处理器与前向发射通道建立链接后，发送队列里的基带数据需要发送至前向调制板的接收单元。在发送数据时，发送数据的速率需与接收数据的速率相匹配，若发送数据的速率大于接收数据的速率，将引起数据反压，导致发送端暂停发送；

4、在发送端暂停发送的时间内时，包含tbtp信令的基带数据包会缓存积压在发送队列中，而等到发送端恢复发送后，已消耗掉一定时间，这会导致rcst收到tbtp信令中包括的时隙数据很可能已经过期，从而rcst无法使用该tbtp信令中分配的时隙发送业务数据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种调度周期更新方法、地球主站及卫星通信系统，以改善现有技术存在的问题。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种调度周期更新方法，应用于地球主站，所述地球主站包括网络控制中心和网关，所述网关包括处理器和前向调制板卡；所述网络控制中心、所述处理器、所述前向调制板卡依次通信连接；所述前向调制板卡通过卫星与至少一个终端站通信连接，所述处理器维护有发送队列；所述方法包括：

4、所述网络控制中心在每次完成时隙调度时，将时隙调度得到的tbtp信令发送至所述处理器，并同时基于所述处理器维护的时间参数在最近的m个时间周期内的变化趋势序列对调度周期进行动态调整，得到目标调度周期；所述目标调度周期为进行下一次时隙调度的等待时长；

5、所述处理器对收到的tbtp信令进行封装处理得到基带数据包后加入所述发送队列，并在将基带数据包从所述发送队列取出发送至所述前向调制板卡后将所述时间参数减去所述基带数据包携带的发出等待时长以表征所述处理器的发送速率，当减小后的时间参数小于或者等于时间下限阈值时，停止发送所述基带数据包；

6、所述前向调制板卡对收到的基带数据包进行调制处理后通过所述卫星发送给所有终端站，并在发送完成时将发出的基带数据包所携带的发出等待时长返回至所述处理器；

7、所述处理器将所述时间参数增加收到的发出等待时长以表征所述前向调制板卡的接收速率，并在增加后的时间参数大于所述时间下限阈值时，继续发送所述基带数据包。

8、可选的，在所述网络控制中心在每次完成时隙调度时，将时隙调度得到的tbtp信令发送至所述处理器，并同时基于所述处理器维护的时间参数在最近的m个时间周期内的变化趋势序列对调度周期进行动态调整，得到目标调度周期的步骤之前，所述方法还包括：

9、所述网络控制中心按照设定的采样周期对所述处理器维护的时间参数进行采样，得到所述时间参数的观测值；

10、所述网络控制中心每隔预设时间周期，基于当前时间周期内的n个采样周期的观测值，计算所述时间参数在当前时间周期的观测均值；其中，所述变化趋势序列是基于最近的m个时间周期内的观测均值确定的。

11、可选的，所述网络控制中心基于所述处理器维护的时间参数在最近的m个时间周期内的变化趋势序列对调度周期进行动态调整，得到目标调度周期的步骤，包括：

12、获取所述时间参数在最近的m个时间周期内的观测均值序列；

13、基于所述观测均值序列，确定所述时间参数的变化趋势序列；

14、基于所述变化趋势序列以及预设时长序列的先验概率序列，利用贝叶斯算法从所述预设时长序列中的多个调度时长中选择出目标调度周期。

15、可选的，所述观测均值序列包括m个观测均值；

16、所述基于所述观测均值序列，确定所述时间参数的变化趋势序列的步骤，包括：

17、从所述观测均值序列的第1个观测均值开始，针对第m个观测均值，基于预设增加阈值以及比较公式，确定从所述第m个观测均值至第m+1个观测均值的变化趋势特征值；m=；

18、基于得到的m-1个变化趋势特征值，获得所述变化趋势序列。

19、可选的，所述预设时长序列包括m-1个调度时长；

20、所述基于所述变化趋势序列以及预设时长序列的先验概率序列，利用贝叶斯算法从所述预设时长序列中的多个调度时长中选择出目标调度周期的步骤，包括：

21、获取上一次确定所述目标调度周期的过程中获得的所述预设时长序列的后验概率序列，并作为本次确定所述目标调度周期时的所述先验概率序列；

22、基于预设权重、概率分布矩阵以及所述先验概率序列，利用贝叶斯算法计算每个所述调度时长在所述时间参数的变化趋势符合所述变化趋势序列时的后验概率总值，得到所述预设时长序列的目标后验概率序列；

23、查找所述目标后验概率序列中最大的目标后验概率总值，并将所述目标后验概率总值对应的调度时长作为所述目标调度周期。

24、可选的，所述变化趋势序列包括m-1个变化趋势特征值，所述先验概率序列包括m-1个先验概率总值；

25、所述基于预设权重、概率分布矩阵以及所述先验概率序列，利用贝叶斯算法计算每个所述调度时长在所述时间参数的变化趋势符合所述变化趋势序列时的后验概率总值，得到所述预设时长序列的目标后验概率序列的步骤，包括：

26、针对所述预设时长序列中的任一所述调度时长，基于所述预设权重、所述概率分布矩阵以及所述调度时长在所述先验概率序列中对应的先验概率总值，利用贝叶斯算法计算所述调度时长在所述时间参数的变化趋势符合每个所述变化趋势特征值时的后验概率值；

27、对所述调度时长对应的全部所述后验概率值进行求和运算，得到所述调度时长在所述时间参数的变化趋势符合所述变化趋势序列时的后验概率总值；

28、遍历所述预设时长序列中的每个所述调度时长，得到所述预设时长序列的目标后验概率序列。

29、可选的，所述比较公式为：

30、

31、式中，为第m个变化趋势特征值，为所述预设增加阈值，为所述观测均值序列中第m个观测均值，为所述观测均值序列中第m+1个观测均值。

32、可选的，所述后验概率总值的计算公式为：

33、

34、式中，代表在所述时间参数的变化趋势符合所述变化趋势序列的情况下，预设时长序列中第m个调度时长对应的后验概率总值；代表在所述时间参数的变化趋势符合所述变化趋势序列中第i个变化趋势特征值的情况下，预设时长序列中第m个调度时长对应的后验概率值；

35、其中，所述后验概率值的计算公式为：

36、

37、式中，代表预设时长序列中第m个调度时长在所述时间参数的变化趋势符合所述变化趋势序列中第i个变化趋势特征值时的似然概率；代表先验概率序列中的第m个先验概率总值；代表变化趋势序列中第i个变化趋势特征值分布的证据因子；

38、

39、

40、

41、式中，为所述预设权重，、分别为预设权重的次方、次方；为概率分布矩阵中的一个元素，代表第1个调度时长在变化趋势特征值为时的呈现概率；为概率分布矩阵中的一个元素，代表第m个调度时长在变化趋势特征值为时的呈现概率；分别代表第1个调度时长在变化趋势特征值分别为1、0、-1时的呈现概率；分别代表第m个调度时长在变化趋势特征值分别为1、0、-1时的呈现概率；分别代表第2个调度时长在变化趋势特征值分别为1、0、-1时的呈现概率；分别代表第m-1个调度时长在变化趋势特征值分别为1、0、-1时的呈现概率；

42、

43、

44、式中，代表第1个变化趋势特征值是否等于变化趋势特征值的证据值，代表第个变化趋势特征值是否等于变化趋势特征值的证据值。

45、第二方面，本发明提供一种地球主站，包括网络控制中心和网关，所述网关包括处理器和前向调制板卡，所述网络控制中心、所述处理器、所述前向调制板卡依次通信连接；所述前向调制板卡通过卫星与至少一个终端站通信连接，所述处理器维护有发送队列；

46、所述网络控制中心用于在每次完成时隙调度时，将时隙调度得到的tbtp信令发送至所述处理器，并同时基于所述处理器维护的时间参数在最近的m个时间周期内的变化趋势序列对调度周期进行动态调整，得到目标调度周期；所述目标调度周期为进行下一次时隙调度的等待时长；

47、所述处理器用于对收到的tbtp信令进行封装处理得到基带数据包后加入所述发送队列，并在将基带数据包从所述发送队列取出发送至所述前向调制板卡后将所述时间参数减去所述基带数据包携带的发出等待时长以表征所述处理器的发送速率，当减小后的时间参数小于或者等于时间下限阈值时，停止发送所述基带数据包；

48、所述前向调制板卡用于对收到的基带数据包进行调制处理后通过所述卫星发送给所有终端站，并在发送完成时将发出的基带数据包所携带的发出等待时长返回至所述处理器；

49、所述处理器还用于将所述时间参数增加收到的发出等待时长以表征所述前向调制板卡的接收速率，并在增加后的时间参数大于所述时间下限阈值时，继续发送所述基带数据包。

50、第三方面，本发明提供一种卫星通信系统，包括如第二方面所述的地球主站、卫星以及至少一个终端站。

51、与现有技术相比，本发明实施例提供了一种调度周期更新方法、地球主站及卫星通信系统，地球主站包括网络控制中心和网关，网关包括处理器和前向调制板卡，该方法为：网络控制中心在每次完成时隙调度时，将时隙调度得到的tbtp信令发送至网关，并同时基于网关维护的时间参数在最近的m个时间周期内的变化趋势序列对调度周期进行动态调整，得到目标调度周期；目标调度周期为进行下一次时隙调度的等待时长；网关对收到的tbtp信令进行封装处理得到基带数据包后加入发送队列，并在将基带数据包从发送队列取出发送至前向调制板卡后将时间参数减去基带数据包携带的发出等待时长以表征网关的发送速率，当减小后的时间参数小于或者等于时间下限阈值时，停止发送基带数据包；前向调制板卡对收到的基带数据包进行调制处理后发送至卫星，并在发送完成时将发出的基带数据包所携带的发出等待时长返回至网关；网关将时间参数增加收到的发出等待时长以表征前向调制板卡的接收速率，并在增加后的时间参数大于时间下限阈值时，继续发送基带数据包。本发明基于时间参数的变化趋势来实时动态调整调度周期，使得在网关暂停数据基带数据包发送的情况下，发送队列不会因为固定调度周期而积压大量携带tbtp信令的基带数据包，避免后续终端站收到的tbtp信令中的时隙过期。