1.一种卫星时频资源调度方法,其特征在于,包括:步骤1、将卫星时频资源矩阵化,得到m×n资源矩阵;其中,m=N b 为量化频带的数目,n=N t 为量化时间的数目;步骤2、生成测试任务集,为所述测试任务集中的每个任务Tr ik ,k∈{1,2,…,M}分配时频窗口矩阵集;其中,M表示任务的总数;步骤3、计算每个任务的收益率加权优先级,根据所述加权优先级随机生成初始粒子种群;从所述初始粒子种群中逐个取出粒子并进行解码,生成任务序列TR i ,i∈{1,2,…,N};其中,N表示初始粒子种群的规模,即粒子个数;步骤4、初始化所述资源矩阵、任务序列对应的调度方案矩阵P i 和调度标志位;步骤5、按照顺序从任务序列中逐个提取任务Tr ik ,若任务Tr ik 有调度可能性,则从任务对应Tr ik 的时频窗口矩阵集中逐个取出时频窗口矩阵;将各时频窗口矩阵与资源矩阵做Hadamard乘积,若乘积的元素累加之和为0,则更新当前任务Tr ik 的调度标志位,并更新资源矩阵和调度方案矩阵P i ;按照预设的调度模型计算粒子的适应度值,作为调度方案矩阵P i 的收益;步骤6、重复步骤5,直至任务序列中的所有任务遍历完毕,更新粒子的个体最优位置及其对应的适应度值;步骤7、更新粒子种群的平均最优位置和全局最优位置,如满足预设的迭代中止条件,则输出收益最高的粒子位置对应的调度标志位、调度方案矩阵和收益。
2.如权利要求1所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤1具体包括:将卫星时频资源表示为一个m×n的0-1矩阵:其中,r ij =1表示资源块{[i-1,i],[j-1,j]}已被占用,r ij =0表示资源块未被占用。
3.如权利要求1或2所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤2具体包括:随机生成M×5阶的测试任务集矩阵T_SET,如下所示:其中,T k p 表示任务Tr ik 的优先级;T k b 表示任务Tr ik 申请使用的频带数目;T k d 表示任务Tr ik 申请使用的执行时间长度;T k str 表示任务Tr ik 申请执行时间段的开始时间;T k end 表示任务Tr ik 申请执行时间段的结束时间;任务Tr ik 的时频窗口矩阵表示为 且满足则任务Tr ik 的时频窗口矩阵集表示为:其中, 表示任务Tr ik 在单个频带上的可用时频窗口数目;i k j k 表示任务Tr ik 在第i k 个频带上的第j k 个时频窗口矩阵;测试矩阵集中的时频窗口矩阵总数为N k =n k ×(N b -T k b +1)。
4.如权利要求3所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤5中,所述的调度模型为:其中, 表示第j个任务的调度标志位; 表示分配给任务的时间起始位置;TS j 表示分配给任务j的资源块;约束C b 表示频带资源限制约束;约束C t 表示任务调度的时间约束;约束C e 表示资源独占约束。
5.如权利要求3所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤3中,初始粒子种群的生成过程为:计算任务收益率:任务Tr ik 的收益率T k r 为:计算任务的加权优先级:任务Tr ik 的加权优先级为:生成初始粒子种群:按照实数编码方式随机生成初始粒子种群矩阵X(0):粒子i,i∈{1,2,…,N}的初始位置X i =(x i1 ,x i2 ,…,x ij ,…,x iM )的生成方法为:其中,[X min ,X max ]表示粒子每一维搜索空间的边界。
6.如权利要求1或5所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤3中,从所述初始粒子种群中逐个取出粒子并进行解码,生成任务序列,具体为:逐个取出粒子X i ,i∈{1,2,…,N};按最小位置值解码规则生成任务序列;对粒子X i ,i∈{1,2,…,N}进行解码,获得任务序列TR i =[Tr i1 ,Tr i2 ,…,Tr iM ],解码方法为:将{x i1 ,x i2 ,…,x iM }按照从小到大顺序排列,若第j(j∈{1,2,…,M})位为x ik ,k∈{1,2,…,M},则Tr ij =k,记为TR i =Decoding(X i )。
7.如权利要求1或5所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤4中,初始化所述资源矩阵、任务序列对应的调度方案矩阵P i 和调度标志位,具体为:初始化资源矩阵为m×n的全0矩阵:将任务序列TR i ,i∈{1,2,…,N}的调度方案P i 表示为一个m×n阶的全零矩阵:对任务序列TR i ,i∈{1,2,…,N},将调度标志位全部置0:即
8.如权利要求3所述的卫星时频资源调度方法,其特征在于,步骤5具体包括:步骤5.1判断任务Tr ik 的调度可能性,即对当前任务Tr ik ,如果满足:则进入步骤5.2;步骤5.2取出任务Tr ik 的时频窗口矩阵集步骤5.3逐个取出任务Tr ik 的时频窗口矩阵 并进行资源分配,分配方法为:步骤5.3.1将窗口矩阵与资源矩阵R做Hadamard乘积:步骤5.3.2根据乘积矩阵E进行调度判断:计算 如果 则转向步骤5.3.3;如果 则转向步骤5.3.4;步骤5.3.3判断任务Tr ik 的时频窗口矩阵集TW k 中的时频窗口矩阵是否遍历完毕,如果没有,则转向步骤5.3;如果遍历完毕,则表示任务调度失败,转向步骤5.5;步骤5.3.4如果 则表示调度成功,此时更新任务Tr ik 的调度状态,即令 任务Tr ik 调度完成,并转向步骤5.4;步骤5.4更新此时的资源矩阵和方案矩阵:取出使 的当前的时频窗口矩阵 更新资源矩阵:更新方案矩阵:步骤5.5判断任务序列TR i ,i∈{1,2,…,N}中任务是否全部遍历完毕,如果遍历完毕,则转向步骤5.6;步骤5.6按照更新完毕的粒子i的调度标志 计算粒子i的适应度值为:
9.一种计算机设备,其特征在于,包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元,其中,所述存储单元存储有计算机程序,当所述计算机程序被所述处理单元执行时,使得所述处理单元执行权利要求1~8任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读介质,其特征在于,其存储有可由计算机设备执行的计算机程序,当所述计算机程序在计算机设备上运行时,使得所述计算机设备执行权利要求1~8任一项所述方法的步骤。