一種基于TCRA的低軌星座通信系統(tǒng)的強占預留信道策略

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

由于通話用戶間的呼叫持續(xù)時長相互獨立，則n個活動用戶繼續(xù)保持通話時間大于Δτ的概率Po(n)為：
　　

由此可以認為：在所有信道都被用戶使用或是預留的信道容量為C的小區(qū)中，T0時刻一個新呼叫到達，如果系統(tǒng)可以預測到接受此次新呼叫在T0＋Δτ時刻存在切換失敗的可能，那么采取強占預留策略允許此新呼叫接入，將導致系統(tǒng)切換失敗的概率為Po(C+1)。
　　參考文獻[6]推導得到，在由方形小區(qū)組成的一維移動性模型中，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)星的星下點移動速度，R為方形小區(qū)長度。
　　服務等級（GoS）是反映QoS的一個重要指標，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，在一些文獻中通常取10。服務等級越低，通信質量越好，說明信道分配策略越好；切換失敗概率對于服務等級的影響是新呼叫阻塞概率對其影響的k倍。
為保證改進的策略具有更好的QoS，要求改進策略的GoS更低，結合GoS定義可得：

其中，Pn2和Ph2分別為策略改進后系統(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，本文將相應的呼叫統(tǒng)計數(shù)量引入計算，(6)式即可表示為：

其中，Nnbi，Nni，Nhbi，Nhi分別為采取原策略(i＝1)和采取改進策略(i=2)時一段時間內(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。可令Nn1和Nn2相等，記為：

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

由式(7)、(8)、(9)，得到：

不等式左側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。又有采用強占信道策略允許新呼叫接入所導致的切換失敗概率為Po(C+1)，則有：