卫星移动系统中的效用容量和最优功率分配

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1、卫星移动系统中的效用容量和最优功率分配摘要：卫星通信网络在世界范围内的电信基础设施建设中扮演着不可或缺的角色，他提供了直接面向用户的卫星服务。在随着信道变化而改变的卫星功率分配方案中，我们应该考虑用户的服务质量需求。本文基于最优功率分配和效用容量,该方法使用了阴影莱丝模型模拟陆地移动卫星通信以及自适应调制方案，使得在服务质量受限的系统下效用容量达到最大。文章最后，对在功率分配和效用容量方面对仰角的影响进行研究。关键字：效用容量，移动卫星网络，服务质量，功率分配，自适应调制1引言移动卫星网络因为其在变化场景（边远区域，紧急情况运输u

2、hl2J）下能够建立可靠网络的独特能力在下一代无线通信中扮演者重要的角色。尤其是在由于经济和技术原因而没有陆地无线通信基础设施的区域，卫星移动通信可以提供包括多媒体实时服务的全范围电信服务。要保证这些服务质量，我们需要延时保证大于一个下限，然而由于移动卫星衰落信道时变性的影响，往往不能够达到这个指标。本文基于移动卫星信道的服务质量（QoS）,对系统的效用容量⑶进行研究。近些年来，效用容限概念经常用来优化陆地无线通信的资源分配问题。文章中我们在不同QoS限制和时变信道的前提下，用自适应调制方法解决移动卫星通信中下行链路的功率分配优化

3、问题。而且，优化功率分配的同时我们也得到了效用函数的近似表达式。在数据结果部分，对在仰角和信噪比方面效用容量和功率分配的敏感度进行了研究。得到的结果可以直接应用于卫星通信工程中移动卫星通信最优跨层设计中。2效用容量-信道模型为了描述在时变无线信道QoS屮的数据传输率的统计值，我们使用效用容量的概念。效用容量在文献⑶屮作为有效带宽的另一种概念。效用容量函数｛（&）被定义为信道能够保证QoS要求所能承受的最大常数到达率，其中QoS需求由参数&表示。效用容量在分组衰落信道中的表达式为：比⑹二_訥何宀】｝）（1）其屮〃是时间参数，口刃代表

4、离散时间随机服务过程，该过程我们假设是不变的，遍历性的。QoS参数0是一个正常数，它代表了QoS干扰概率指标衰减率。特别的，当延时界限是利益的度量标准时，参数0可以以下从关系式定义：卫星移动系统中的效用容量和最优功率分配摘要：卫星通信网络在世界范围内的电信基础设施建设中扮演着不可或缺的角色，他提供了直接面向用户的卫星服务。在随着信道变化而改变的卫星功率分配方案中，我们应该考虑用户的服务质量需求。本文基于最优功率分配和效用容量,该方法使用了阴影莱丝模型模拟陆地移动卫星通信以及自适应调制方案，使得在服务质量受限的系统下效用容量达到最大

5、。文章最后，对在功率分配和效用容量方面对仰角的影响进行研究。关键字：效用容量，移动卫星网络，服务质量，功率分配，自适应调制1引言移动卫星网络因为其在变化场景（边远区域，紧急情况运输uhl2J）下能够建立可靠网络的独特能力在下一代无线通信中扮演者重要的角色。尤其是在由于经济和技术原因而没有陆地无线通信基础设施的区域，卫星移动通信可以提供包括多媒体实时服务的全范围电信服务。要保证这些服务质量，我们需要延时保证大于一个下限，然而由于移动卫星衰落信道时变性的影响，往往不能够达到这个指标。本文基于移动卫星信道的服务质量（QoS）,对系统的效

6、用容量⑶进行研究。近些年来，效用容限概念经常用来优化陆地无线通信的资源分配问题。文章中我们在不同QoS限制和时变信道的前提下，用自适应调制方法解决移动卫星通信中下行链路的功率分配优化问题。而且，优化功率分配的同时我们也得到了效用函数的近似表达式。在数据结果部分，对在仰角和信噪比方面效用容量和功率分配的敏感度进行了研究。得到的结果可以直接应用于卫星通信工程中移动卫星通信最优跨层设计中。2效用容量-信道模型为了描述在时变无线信道QoS屮的数据传输率的统计值，我们使用效用容量的概念。效用容量在文献⑶屮作为有效带宽的另一种概念。效用容量函

7、数｛（&）被定义为信道能够保证QoS要求所能承受的最大常数到达率，其中QoS需求由参数&表示。效用容量在分组衰落信道中的表达式为：比⑹二_訥何宀】｝）（1）其屮〃是时间参数，口刃代表离散时间随机服务过程，该过程我们假设是不变的，遍历性的。QoS参数0是一个正常数，它代表了QoS干扰概率指标衰减率。特别的，当延时界限是利益的度量标准时，参数0可以以下从关系式定义：Pr{Delay>D^}^e~^⑵其中D唤表示延时界限，产是由到达率和服务服务过程共同决定的［3］。。值越大表明系统对QoS要求越严格，相对的&值越小表明QoS限制越灵活。

8、在我们所考虑的卫星移动系统全部的频谱带宽为B,上层数据包在数据链路层被分成持续时间为弓的帧。瞬时传输功率可以表达为円川=（&，久［加）无滅，其中化纵表示上限，戶（&必⑷）表示关于衰落信噪比兀⑷和QoS的参数&的功率分配方法。若恒定功率等于化ax,那