一種基于TCRA的低軌星座通信系統(tǒng)的強(qiáng)占預(yù)留信道策略

負(fù)指數(shù)分布的無記憶特性，決定了對于呼叫持續(xù)時(shí)長遵循此分布的正在通話用戶，它的呼叫結(jié)束時(shí)間不受其已經(jīng)歷通話時(shí)長的影響。設(shè)已經(jīng)歷通話時(shí)長T1的正在通話用戶在T1+Δτ時(shí)刻以后呼叫結(jié)束的概率為Po，則：

由于通話用戶間的呼叫持續(xù)時(shí)長相互獨(dú)立，則n個(gè)活動(dòng)用戶繼續(xù)保持通話時(shí)間大于Δτ的概率Po(n)為：
　　

由此可以認(rèn)為：在所有信道都被用戶使用或是預(yù)留的信道容量為C的小區(qū)中，T0時(shí)刻一個(gè)新呼叫到達(dá)，如果系統(tǒng)可以預(yù)測到接受此次新呼叫在T0＋Δτ時(shí)刻存在切換失敗的可能，那么采取強(qiáng)占預(yù)留策略允許此新呼叫接入，將導(dǎo)致系統(tǒng)切換失敗的概率為Po(C+1)。
　　參考文獻(xiàn)[6]推導(dǎo)得到，在由方形小區(qū)組成的一維移動(dòng)性模型中，如果新呼叫阻塞概率Pn和切換失敗概率Ph都為0，則系統(tǒng)中每次呼叫需要經(jīng)歷的平均切換次數(shù)nk為：

其中，Vsat為低軌衛(wèi)星的星下點(diǎn)移動(dòng)速度，R為方形小區(qū)長度。
　　服務(wù)等級（GoS）是反映QoS的一個(gè)重要指標(biāo)，它由新呼叫阻塞概率和切換失敗概率決定[6]：

其中，k>1，是新呼叫與切換呼叫GoS之間的平衡因子，在一些文獻(xiàn)中通常取10。服務(wù)等級越低，通信質(zhì)量越好，說明信道分配策略越好；切換失敗概率對于服務(wù)等級的影響是新呼叫阻塞概率對其影響的k倍。
為保證改進(jìn)的策略具有更好的QoS，要求改進(jìn)策略的GoS更低，結(jié)合GoS定義可得：

其中，Pn2和Ph2分別為策略改進(jìn)后系統(tǒng)產(chǎn)生的新呼叫阻塞概率和切換失敗概率；Pn1和Ph1分別為原策略產(chǎn)生的新呼叫阻塞概率和切換失敗概率。為更清楚地表述算法，本文將相應(yīng)的呼叫統(tǒng)計(jì)數(shù)量引入計(jì)算，(6)式即可表示為：

其中，Nnbi，Nni，Nhbi，Nhi分別為采取原策略(i＝1)和采取改進(jìn)策略(i=2)時(shí)一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中產(chǎn)生的新呼叫阻塞數(shù)量、新呼叫數(shù)量、切換失敗數(shù)量、切換數(shù)量?？闪頝n1和Nn2相等，記為：

本文采用的移動(dòng)性模型滿足參考文獻(xiàn)[6]提出的假設(shè)要求， 近似為0，根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]，有：
　　

由式(7)、(8)、(9)，得到：

不等式左側(cè)分母表示新策略減少的新呼叫阻塞數(shù)量，即增加的新呼叫接入數(shù)量，分子表示新策略增加的切換失敗的數(shù)量。又有采用強(qiáng)占信道策略允許新呼叫接入所導(dǎo)致的切換失敗概率為Po(C+1)，則有：