宽带卫星IDMA传输机制及资源分配方法

宽带卫星网络是典型的带宽受限和功率受限系统，在保障各类业务服务质量的同时，如何有效利用宝贵的通信资源，是宽带卫星系统亟待解决的问题。鉴于TDMA、CDMA等现有多址接入体制的局限性，本项目首次将IDMA引入宽带卫星系统，并以此为基础深入研究了其资源分配问题。首先建立并完善了IDMA体制卫星通信系统的QoS保障机制框架，并搭建了一体化系统仿真平台，为资源分配问题的研究奠定基础；然后分别从带宽资源分配、功率资源分配两个大方面展开研究，取得了一系列的研究成果。一方面，针对宽带卫星系统带宽受限的问题，提出了基于IDMA的多址接入控制方法。该方法涵盖如下新思想：①引入基于交织器区分的时隙ALOHA协议作为请求接入策略以提高随机接入信道的吞吐量；②提出了一种新的速率适配策略，以保证系统内所有用户均可以采用系统当前可用的最大速率发送数据包；③提出了基于SINR Evolution的连接接纳控制策略，对系统可用资源做出更为准确的判决；④提出一种新的最小上行功率分配方法，在精确预测MUD性能的基础上降低了系统干扰水平；⑤提出了信道质量自适应的宽带卫星IDMA接入控制策略，进一步提高了卫星资源分配模块对环境状况动态改变的适应能力。另一方面，针对卫星通信系统的星上功率受限问题，结合多波束卫星干扰模型、IDMA-CBC MUD模型以及功率优化目标数学模型，在经典功率分配算法的基础上结合IDMA体制的独特性提出了基于SINR evolution的负载平衡多波束功率分配方法。该方法结合了IDMA技术的独特性与降雨衰减的地域多样性，在实现链路平衡的同时，提高了雨衰补偿的精确度，降低了服务时间内的中断概率。在上述研究的基础上，发表学术论文13篇，申请发明专利2项，获授权1项。