一種寬帶多媒體衛星系統帶寬請求方法技術方案

本發明專利技術涉及一種寬帶多媒體衛星系統帶寬請求方法，本發明專利技術所采用的帶寬請求模型由業務源、用戶終端和衛星三個實體組成。通過對帶寬請求系統模型的建立，帶寬請求發送方式的設計，帶寬需求估計算法的設計以及同步機制的設計實現了寬帶多媒體衛星系統的帶寬請求。該方法克服了單一帶寬請求發送方式的局限性，解決了由于“拖欠時隙”估計值更新時機不當造成的帶寬利用效率不高的問題，解決了由于帶寬請求丟失造成帶寬請求代理與帶寬管理單元之間的失步問題。不僅能夠明顯提升衛星系統帶寬使用效率，還能夠在高負載業務條件下提高業務傳輸的實時性。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種寬帶多媒體衛星系統帶寬請求方法，其特征在于：其通過以下過程實現：（一）建立帶寬請求系統模型該帶寬請求模型由業務源、用戶終端和衛星三個實體組成；其中業務源是計算機或者攝像頭，業務源可產生多媒體業務分組，也可從外界采集信息并轉變為多媒體業分組；用戶終端中完成帶寬請求功能的部分由緩存隊列、帶寬管理代理和分組輸出調度單元三部分組成；業務源與用戶終端之間通過以太網互聯，用戶終端與衛星之間通過衛星信道實現通信；流程如下：（1）多媒體業務以IP分組的方式經以太網送入用戶終端；（2）來自業務源的業務分組在用戶終端的緩存隊列中緩存；（3）帶寬管理代理通過獲取緩存隊列長度和帶寬分配信息，運行帶寬需求估計(BRE)算法生成帶寬請求并送至分組輸出調度單元；（4）分組輸出調度單元通過衛星信道將業務信息及帶寬請求發送到位于星上的帶寬管理單元；（5）帶寬管理單元根據帶寬請求信息將可用時隙先進行按需分配，再將剩余時隙以輪詢方式自由分配給各用戶終端，分配的結果通過帶寬分配信息經衛星信道發送至帶寬管理代理，帶寬分配信息中指示了每個時隙是采用按需分配方式還是自由分配方式；（6）帶寬管理代理再次根據緩存隊列長度、BRE算法和寬帶分配信息生成帶寬請求；（二）構建帶寬請求發送方式為了確保帶寬請求發送的效率，針對不同的應用場景選擇不同的請求發送方式，具體如下：(1)用戶終端初始入網時采用隨機接入方式，即可以隨機選擇一個時隙進行發送；(2)入網成功之后首次發送業務之前采用固定分配方式，即在連續每個超幀或幀的固定位置分配一個時隙給該終端；(3)終端業務接入成功后采用捎帶方式，即在業務信息上附加一個信息字段用于傳輸帶寬請求信息；（三）采用帶寬需求估計算法進行計算本專利技術的帶寬需求估計算法稱為基于發送狀態更新的帶寬需求估計(SendingUpdate?Bandwidth?Requirement?Estimation?SU?BRE)算法，該算法在衛星和終端側分別運行，其中終端側工作過程如下：（1）終端接收衛星下行廣播信息，并通過對信息頭的解析獲得發給本終端的帶寬分配信息；（2）帶寬分配信息中指示了終端下一次發送時機（PTO）的相關信息，其中包括載波頻點、載波速率、時隙位置、調制方式、編碼方式，除此之外還包括PTO類型，即該時隙是按需分配時隙還是自由分配時隙；（3）根據當前時刻與計算出的PTO時刻的差值，帶寬管理代理設置一個定時器等待PTO的到達，當定時器終止時說明PTO到達，此時終端需要進行突發發送；（4）當PTO到達時，帶寬管理代理根據式(4)生成帶寬請求值R送至分組輸出調度單元并指示分組輸出調度單元進行突發發送，其中Q為緩存隊列長度，Ndue為“拖欠時隙”數，Ndue初值為0；R=max{Q?Ndue,0}?????????????????????????????????????????(4)（5）生成帶寬請求值R后，帶寬管理代理根據式(5)更新Ndue值；Ndue＝Ndue+R????????????????????????????????????????????(5)（6）再根據此PTO的類型確定是否對Ndue值進行進一步更新，如果該PTO為按需分配時隙，則根據式(6)對Ndue值進行進一步更新；Ndue＝Ndue?1????????????????????????????????????????????(6)（7）返回步驟（4），若無后續PTO到達返回步驟（1）；（四）進行同步機制設計同步機制的實現需要在帶寬請求代理增加一個緩存單元用于存儲過去一段時間P內終端發出的n個帶寬請求信息(R(k?n)…R(k?1))，并在每個帶寬請求信息上增加1個比特的重啟指示位Freset，其中Freset=1表明需要重新建立同步，其中Freset=0表明無需重新建立同步；同步機制需要在終端和衛星分別運行，終端側具體流程為：（1）終端接收衛星下行廣播信息，并通過對信息頭的解析獲得發給本終端的帶寬 分配信息；（2）帶寬分配信息中指示了終端下一次的分組發送時機（PTO），PTO為終端下一次發送的時隙位置及突發發送的相關信息，其中包括載波頻點、載波速率、調制方式、編碼方式，還包括PTO類型，即該時隙是按需分配時隙還是自由分配時隙；（3）根據當前時刻和計算出的PTO時刻的差值，帶寬管理代理設置一個定時器等待PTO的到達，當定時器終止時說明PTO到達，此時終端需要進行突發發送；（4）PTO到達時，首先根據式(9)來確認星地是否同步，其中Ndue為當前“拖欠時隙”的計數值，R(k?n)為此前該終端發...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮少棟，李廣俠，張更新，王凡，茍亮，林源，高茜，
申請(專利權)人：中國人民解放軍理工大學，中國人民解放軍九六六一零部隊，
類型：發明
國別省市：