1.一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:接收P个业务,根据业务的优先级Gx和用户优先级Au,计算优先级权值y,根据y大小将业务在子队列中排序,并对排序后的业务按1‑P进行编号;
步骤2:初始化以下参数,κ=0,surplus=0,V0=Vp,subframe=0;κ为缓冲队列里的业务总数,surplus为没有占满整个子帧的业务剩余量,V0为子帧中的业务传输速率,subframe为记录缓冲队列已调度业务所占子帧数,Vp为进入缓冲队列的业务p传输速率;
步骤3:根据子队列业务排列,依次调度业务p进入缓冲队列,缓冲队列的κ个业务按照调制编码模式m大小排序;
步骤4:判断κ个业务中业务w的传输速率Vw是否小于等于V0,若小于等于,更新V0=Vw,否则,不更新,依次传输缓冲队列κ个业务,进行填帧;
步骤5:当业务w进行填帧时,识别业务w的传输速率Vw和业务量dw;
步骤6:根据 计算业务w所占子帧数z,T为子帧时长,记录业务剩余数据量surplus;
判断z是否大于等于1,若是,则计入缓冲队列的总子帧数subframe,进入步骤7;否则,p=p+
1,进行步骤3;
步骤7:当缓冲队列的总子帧数subframe
subframe>S,则进入步骤8;subframe=S,则此序列为一个复帧的初始解I=(Φ,K),K表示该复帧中传输业务的个数,Φ为解向量[φ1,φ2,...,φK],φ∈X,表示K个业务在该复帧中传输的序列,进入步骤9;
步骤8:将缓冲队列中的业务w放置到缓冲队列最后,其他业务排序不变,选取业务w+1进入步骤4;
步骤9:将I作为蚁群算法的初始解集,令时间t=0和循环次数Nc=0,设置最大循环次数G,将Ω个蚂蚁置于κ个业务上,每条边(i,j)的初始化信息素τij(t)=c,其中c表示常数,且初始时刻Δτij(0)=0;
步骤10:循环次数Nc=Nc+1,蚂蚁的禁忌表索引号k=1,蚂蚁数目k=k+1;
步骤11:蚂蚁个体根据状态转移概率计算的概率选择业务j并前进,j∈{Jk(i)},Jk(i)表示蚂蚁k在传输业务i后下一步允许选择的业务集合;
步骤12:修改禁忌表指针,将蚂蚁移动到新的业务,并把该业务移动到该蚂蚁个体的禁忌表中;
步骤13:若集合Φ中的业务未遍历完,k<Ω,则跳转到步骤10;否则,执行步骤14;
步骤14:记录本次迭代最佳路线,根据信息素更新公式更新每条路径上的信息量;
k
步骤15:若循环次数Nc≥G,则循环结束并输出优化结果I ,完成1个复帧的封装,若Q个复帧调度完成,本轮业务调度完成:否则返回步骤3,继续调度至Q个复帧;若循环次数Nc<G,则清空禁忌表,并跳转到步骤10。
2.根据权利要求1所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:优先级权值y计算公式如下:
其中,Au表示用户u优先级,Gx表示x业务的业务等级,Amax表示用户最高优选级。
3.根据权利要求1所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:状态转移概率计算公式如下:
其中,α为信息素启发值权重,ηij为表示传输业务i后选择业务j传输的期望程度;β为期望启发值权重,τij为复帧中传输业务i后,选择传输业务时j的信息素浓度,τis为复帧中传输业务i后,选择传输业务s时的信息素浓度;ηis为表示传输业务i后选择业务s传输的期望程度;s∈Jk(i),Jk(i)表示蚂蚁k在传输业务i后下一步允许选择的业务集合。
4.根据权利要求3所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:其中,Amax、Gmax分别为最大用户优先级、最大业务优先级;Ai表示i业务的用户优先级,Aj表示j业务的用户优先级;Gi表示业务i的优先级,Gj表示业务j的优先级。
5.根据权利要求1所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:信息素更新公式计算如下:
τij(t+n)=(1‑ρ)·τij(t)+Δτij
其中,n表示迭代次数,ρ表示路径上信息素的蒸发系数,Δτij表示本次迭代中业务ij上信息素的增量。
6.根据权利要求5所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:其中, 表示第k只蚂蚁在本次迭代中留在边ij上的信息素量,Ω指蚂蚁总数量。
7.根据权利要求6所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:表示为:
其中, 为业务i、j的平均权值,C为正常数,Fk表示第k只蚂蚁在本次周游中所走过路径的大小,LNC表示迭代到NC次为止的路径的最大值。
8.根据权利要求7所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:其中,Amax为最大用户优先级;Ai表示i业务的用户优先级,Aj表示j业务的用户优先级;
Gi表示业务i的优先级,Gj表示业务j的优先级。
9.根据权利要求7所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:其中, 表示第k只蚂蚁在本次周游中所走过路径的u用户的x业务在该复帧传输的业务量,u表示用户,U表示用户总数量,x表示业务,X表示业务总数量,Au表示用户u优先级,Amax表示用户最高优选级,Gx表示x业务的业务等级。
10.根据权利要求9所述的一种面向业务优先级的ATDM卫星通信调度方法,其特征在于:求解Fk时,要满足如下约束条件:其中,s表示第s个子帧,s∈[1,2,……,S];S表示一个复帧内的子帧总数;u用户标识,表示第u个用户,u∈[1,2,…,U];U为用户总数;x为业务个数,表示第x个业务,x∈[1,
2,……,X];X为业务总数;Au表示用户u优先级,Au∈[1,2,……,Amax];Gx表示x业务的业务等级,Gx∈[1,2,……,Gmax];du,x表示u用户的x业务在该复帧传输的业务量; 表示用户u的x业务在s子帧中的传输时间占子帧总传输时间的比例;V(m)表示第m种调制编码模式的速率; 表示子帧中调制编码模式标识,如果s子帧选用的m调制编码模式, 否则,m表示第m调制编码模式, 表示u用户能够支持的最高调制编码模式;t表示一个子帧的总时长; 表示用户u的x业务在本轮调度周期开始的待发比特数; 表示用户u占用子帧标识, 表示用户u占用s子帧, 表示用户u不占用s子帧,αs,u表示用户u在s子帧的占比,取值大小为0~1,sgn(δ)表示符号函数,有表示第s+1个子帧的调制编码模式;Vas表示整个前向ATDM载波信息速率;y表示业务x兼用户优先级后的权值;H为S中所以业务的集合,包含未全部传输完成的业务,B表示本次调度剩余业务集合,H∩B=[1,2,...,X]。