高通量卫星资源管控系统现状与趋势研究

随着灵活载荷技术的发展,高通量卫星从大容量向兼顾灵活性发展,资源管控系统作为高通量卫星在轨应用的关键部分,对提升系统资源利用率和降低单位带宽使用成本至关重要。文章总结了国外高通量卫星资源管控系统及资源管控算法的最新研究进展,包括泰雷兹公司、GMV公司、欧洲卫星(SES)公司、卫讯(Viasat)公司等提出的高通量卫星资源管控系统。结合高通量卫星资源在轨灵活管控需求,提出后续高通量卫星资源管控系统的发展趋势,例如,基于人工智能的资源管控系统成为后续发展的重要方向,同时,随着星上处理能力与存储能力的提升,星载资源管控系统架构也成为有潜力的发展方向而受到运营商的关注。

基于实测数据集预测用户请求行为对主动边缘缓存的影响

由于无线边缘节点的缓存空间很小,在流行度已知时主动缓存策略的性能远优于被动缓存。最近,业界开始研究在文件流行度等用户请求行为未知、需要进行预测时的主动边缘缓存,发现主动缓存依然优于被动缓存。然而,大多数工作基于合成的数据集或者在推荐系统等领域采集的开源数据集,难以反映无线用户的请求行为。本文采用一个在局部区域每秒记录用户请求视频次数的实测数据集、利用神经网络预测用户在未来短期内的个体和群体行为,基于预测的用户行为信息在宏基站或微基站进行主动缓存。研究结果表明,当采用实测数据集时,由于用户请求行为具有很强的时间局部性、甚至是猝发性,所造成的虚警、漏警和加性误差使被动缓存优于主动缓存、且在宏基站缓存时增益更大;一旦采用合成的静态数据集,主动缓存明显优于被动缓存。这意味着不能仅用加性误差刻画预测流行度的不确定性,要实现主动边缘缓存的性能增益,更重要的是降低虚警和漏警。

内容流行分布动态性对基站端缓存性能的影响

为了满足移动数据的爆炸性增长,在无线边缘部署缓存已经成为下一代移动通信的研究热点之一。业务模型与实际相符的程度直接决定了无线缓存性能评估的准确性,然而目前几乎所有关于无线缓存的文献所采用的文件请求模型并未考虑内容流行分布的动态变化。最近已有文献考虑时变流行分布,但是均采用了被动缓存策略,而主动缓存策略对无线缓存十分重要。本文分别基于一个能够描述内容流行度动态变化的文件请求模型——散粒噪声模型、和现有文献中广泛采用的独立参考模型,分析了采用被动和基于预测的主动基站缓存策略时内容流行分布动态变化对命中率和无线网络吞吐量的影响。仿真结果表明,采用散粒噪声模型对评估无线缓存系统吞吐量的影响很大,特别是当网络中干扰较小时;另外,已有文献基于被动缓存策略得到的结论并不适于主动缓存策略。

高通量卫星多波束排布技术研究现状与趋势

高通量卫星已经成为国内外民商卫星通信领域的主流,多波束排布技术作为高通量卫星系统设计的一项关键技术,与用户需求密切相关,对于提升系统的匹配容量和降低卫星的设计、制造成本至关重要。文章根据波束排布的特点将该技术划分为规则排布和不规则排布,系统性地总结了国内外、特别是国外高通量卫星多波束排布技术的最新研究进展,包括按区域分组的规则波束排布方法,以及不同大小圆形波束排布和不同参数椭圆波束排布的不规则波束排布方法。结合全灵活卫星系统灵活覆盖、高性价比设计及高轨高通量卫星发展的需求,提出后续高通量卫星多波束排布技术的发展趋势,例如,基于细颗粒度的用户级需求,以不同大小圆形波束排布和不同参数的椭圆波束排布为代表的不规则波束排布,将成为高通量卫星覆盖区域规划和系统设计的主要趋势。