系统工程与电子技术2024,Vol.46Issue(12) :4222-4230.DOI:10.12305/j.issn.1001-506X.2024.12.31

基于改进SA-NSGAⅡ的多波束卫星动态资源分配方法

Multi-beam satellite dynamic resource allocation method based on improved SA-NSGA Ⅱ

饶悦 杨健 孙国敏 张伟 邵怀宗 林静然
系统工程与电子技术2024,Vol.46Issue(12) :4222-4230.DOI:10.12305/j.issn.1001-506X.2024.12.31

基于改进SA-NSGAⅡ的多波束卫星动态资源分配方法

Multi-beam satellite dynamic resource allocation method based on improved SA-NSGA Ⅱ

饶悦 1杨健 2孙国敏 1张伟 3邵怀宗 4林静然1
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作者信息

  • 1. 电子科技大学信息与通信工程学院,四川成都 611731
  • 2. 北京理工大学网络空间安全学院,北京 100081;电磁空间认知与智能控制技术实验室,北京 100089
  • 3. 电子科技大学信息与通信工程学院,四川成都 611731;电子信息控制重点实验室,四川成都 610036
  • 4. 电子科技大学信息与通信工程学院,四川成都 611731;电磁空间认知与智能控制技术实验室,北京 100089
  • 折叠

摘要

多波束卫星作为地球静止轨道卫星移动通信的重要手段,能够实现远距离数据传输与通信交流.为了满足多样化的用户需求,需要考虑不同用户间的通信速率、频谱利用效率以及信道缓存等问题,这给卫星通信的动态资源分配带来巨大的挑战.就多波束卫星缓存限制下的用户满意度和频谱效率优化问题,提出一种基于可行域边界投影的模拟退火-带精英策略的非支配排序遗传算法Ⅱ(simulated annealing-elitist non-dominated sorting genetic algorithm,SA-NSGA Ⅱ).所提算法采用投影法将可行域外的迭代点投影到可行边界,实现历史优化信息的有效保留,进而提高非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA Ⅱ)的优化效率.仿真实验结果表明,所提算法不仅能够将用户缓存控制在规定门限内,还能有效提高用户满意度和优化频谱效率.

Abstract

As an important means of mobile communication of geostationary orbit satellites,multi-beam satellite can realize long-distance data transmission and telecommunication.In order to meet the diverse needs of users,it is necessary to consider the communication rates among different users,spectrum utilization efficiency and channel caching,which brings great challenges to the dynamic resource allocation of satellite communication.A simulated annealing-elitist non-dominated sorting genetic algorithm(SA-NSGA Ⅱ)based on feasible region boundary projection is proposed for the optimization of user satisfaction and spectrum efficiency with the limitation of multi-beam satellite cache.The proposed algorithm uses projection method to project the iteration points outside the feasible region to the feasible boundary to realize the effective retention of historical optimization information and to improve the optimization efficiency of non-dominated sorting genetic algorithm(NSGA Ⅱ).The simulation experimental results show that the proposed algorithm can not only control the user cache within the specified threshold,but also effectively improve the user satisfaction and optimize the spectrum efficiency.

关键词

多波束卫星通信/用户满意度/频谱效率/信道缓存/模拟退火-带精英策略的非支配排序遗传算法

Key words

multi-beam satellite telecommunication/user satisfaction/spectrum efficiency/channel caching/simulated annealing-elitist non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ(SA-NSGA Ⅱ)

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出版年

2024
系统工程与电子技术
中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会

系统工程与电子技术

CSTPCD北大核心
影响因子:0.847
ISSN:1001-506X
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