一种星地通讯系统的多维跨域切片资源分配方法和装置

1.一种星地通讯系统多维跨域切片资源分配方法，其特征在于，包括：划分步骤，将星地通讯系统的频谱资源划分为多个切片，每个切片占据一个服务子带；初始步骤，初始化多个该星地通讯系统的无线资源块管理的特征矩阵，每个该特征矩阵包括各单位时间内各切片的资源共享参数、资源获取参数、子载波间隔类型和切片在星地通讯系统带宽资源中的位置；评价步骤，构建该星地通讯系统的评价模型，该评价模型包括目标函数和该目标函数的约束条件；求解在各该特征矩阵对应的约束条件下的该目标函数，得到每个该特征矩阵的目标值；选择该目标值最大的该特征矩阵作为老师矩阵；将除该老师矩阵以外的特征矩阵作为学生矩阵；传授步骤，根据预设的知识传授率，将学生矩阵中部分子矩阵替换为老师矩阵中的子矩阵；替换后的子矩阵根据预设的创造率进行随机更新，得到知识提升矩阵；再将知识提升矩阵根据预设的知识获取率将列元素替换为老师矩阵和其他知识提升矩阵的列元素，替换后的子矩阵根据预设的创造率进行随机更新，得到知识获得矩阵；循环步骤，以知识获得矩阵作为特征矩阵再次循环执行该评价步骤和该传授步骤，直到达到预设的循环迭代次数或该目标函数收敛，保存当前目标值最大的该特征矩阵作为最优资源分配决策结果，该星地通讯系统的网络切片管控平台根据该最优资源分配决策结果，指导星地系统多维跨域切片的生成与各切片的资源分配。 2.如权利要求1所述的星地通讯系统多维跨域切片资源分配方法，其特征在于，该评价模型为： （13a） , （13b） （13c） （13d） （13e） （13f） （13g） （13h） ， （13i） （13j）该目标函数为公式13a，为该星地通讯系统的信干噪比与多普勒频移之差，公式13b到公式13j为该约束条件，包括：为切片分配的资源总量小于或等于该星地通讯系统的总资源，以及切片的子载波间隔类型和子载波数量的限制条件，以及切片间隔离性能的限制条件，以及切片在系统带宽上所处位置的限制条件；其中 为切片总数， 为第 个切片， 代表第 个切片，SINR D 为该目标函数， 为带宽资源总量， 为分配给第 个切片带宽资源， 为单位时间 内分配给切片 的带宽量， 为第 个切片的子载波间隔类型， 和 为第 个和第 个子载波， 为第 个切片的子载波数量， 为第k个切片的大多普勒频移导致的频率偏移， 为载频大小， 为第k个切片的子载波间隔大小 为切片 的隔离度， 为切片 的隔离度要求， 为第 个单位时隙， 为总观察时间包含的时隙个数， 为切片 在单位时间 向外共享的资源量， 为切片 在单位时间 向外共享的资源量， 为切片 在总频带上的位置排列序号。 3.如权利要求1所述的星地通讯系统多维跨域切片资源分配方法，其特征在于，该特征矩阵的每一行代表总观察时间 内每个单位时间 中第 个切片的特征；具体来说，该特征矩阵的第1列到第 列代表资源共享参数 ，组成子矩阵 ， ；第 到第 列代表资源获取参数 ，构成子矩阵 ， ；第 到第 列代表切片的子载波间隔类型 ，构成子矩阵 ， ；第 到第 列代表不同切片在系统带宽中的位置 ，构成子矩阵 ， 。 4.如权利要求2所述的星地通讯系统多维跨域切片资源分配方法，其特征在于，该目标函数为： ； 为每个切片 的传输功率， 和 分别是传输子信道的信道增益和接收子信道的信道增益， 为高斯白噪声的噪声功率；当 时，切片 上存在用户 ，切片 的第 个子载波受到切片 的第 个子载波的INI干扰影响的功率记为：当 时，切片 上的用户 受到切片 的INI干扰影响的功率记为：上述公式中， 为该评价模型的目标函数， 为系统的信干噪比SINR， 为切片 的频偏，每个切片分别包含 和 个子载波，切片 上存在用户 ，切片 的第 个子载波受到切片 的第 个子载波的INI干扰影响的功率为 ， 为切片 内的用户 上报的切片 所在的子信道的信道增益，包括大尺度衰落 和小尺度衰落 ， ； 为分配到切片/子带 的功率； 为同一个OFDM传输帧内重叠的OFDM符号数量， 为切片 的子载波数量， 为第 个切片的子载波数量， 为切片 的CP前缀的子载波数， ； 为切片 的第 个子载波与切片 的第 个子载波之间的谱距离。 5.一种星地通讯系统多维跨域切片资源分配装置，其特征在于，包括：划分模块，将星地通讯系统的频谱资源划分为多个切片，每个切片占据一个服务子带；初始模块，初始化多个该星地通讯系统的无线资源块管理的特征矩阵，每个该特征矩阵包括各单位时间内各切片的资源共享参数、资源获取参数、子载波间隔类型和切片在星地通讯系统带宽资源中的位置；评价模块，构建该星地通讯系统的评价模型，该评价模型包括目标函数和该目标函数的约束条件；求解在各该特征矩阵对应的约束条件下的该目标函数，得到每个该特征矩阵的目标值；选择该目标值最大的该特征矩阵作为老师矩阵；将除该老师矩阵以外的特征矩阵作为学生矩阵；传授模块，根据预设的知识传授率，将学生矩阵中部分子矩阵替换为老师矩阵中的子矩阵；替换后的子矩阵根据预设的创造率进行随机更新，得到知识提升矩阵；再将知识提升矩阵根据预设的知识获取率将列元素替换为老师矩阵和其他知识提升矩阵的列元素，替换后的子矩阵根据预设的创造率进行随机更新，得到知识获得矩阵；循环模块，以知识获得矩阵作为特征矩阵再次循环执行该评价模块和该传授模块，直到达到预设的循环迭代次数或该目标函数收敛，保存当前目标值最大的该特征矩阵作为最优资源分配决策结果，该星地通讯系统的网络切片管控平台根据该最优资源分配决策结果，指导星地系统多维跨域切片的生成与各切片的资源分配。 6.如权利要求5所述的星地通讯系统多维跨域切片资源分配装置，其特征在于，该评价模型为： （13a） , （13b） （13c） （13d） （13e） （13f） （13g） （13h） ， （13i） （13j）该目标函数为公式13a，为该星地通讯系统的信干噪比与多普勒频移之差，公式13b到公式13j为该约束条件，包括：为切片分配的资源总量小于或等于该星地通讯系统的总资源，以及切片的子载波间隔类型和子载波数量的限制条件，以及切片间隔离性能的限制条件，以及切片在系统带宽上所处位置的限制条件；其中 为切片总数， 为第 个切片， 代表第 个切片，SINR D 为该目标函数， 为带宽资源总量， 为分配给第 个切片带宽资源， 为单位时间 内分配给切片 的带宽量， 为第 个切片的子载波间隔类型， 为和 为第 个和第 个子载波， 为第 个切片的子载波数量， 为第k个切片的大多普勒频移导致的频率偏移， 为载频大小， 为第k个切片的子载波间隔大小， 为切片 的隔离度， 为切片 的隔离度要求， 为第 个单位时隙， 为总观察时间包含的时隙个数， 为切片k在单位时间t向外共享的资源量， 为切片 在单位时间 向外共享的资源量， 为切片 在总频带上的位置排列序号。 7.如权利要求5所述的星地通讯系统多维跨域切片资源分配装置，其特征在于，该特征矩阵的每一行代表总观察时间 内每个单位时间 中第 个切片的特征；具体来说，该特征矩阵的第1列到第 列代表资源共享参数 ，组成子矩阵 ， ；第 到第 列代表资源获取参数 ，构成子矩阵 ， ；第 到第 列代表切片的子载波间隔类型 ，构成子矩阵 ， ；第 到第 列代表不同切片在系统带宽中的位置 ，构成子矩阵 ， 。 8.如权利要求6所述的星地通讯系统多维跨域切片资源分配装置，其特征在于，该目标函数为： ； 为每个切片 的传输功率， 和 分别是传输子信道的信道增益和接收子信道的信道增益， 为高斯白噪声的噪声功率；当 时，切片 上存在用户 ，切片 的第 个子载波受到切片 的第 个子载波的INI干扰影响的功率记为：当 时，切片 上的用户 受到切片 的INI干扰影响的功率记为：上述公式中， 为该评价模型的目标函数， 为系统的信干噪比SINR， 为切片 的频偏，每个切片分别包含 和 个子载波，切片 上存在用户 ，切片 的第 个子载波受到切片 的第 个子载波的INI干扰影响的功率为 ， 为切片 内的用户 上报的切片 所在的子信道的信道增益，包括大尺度衰落 和小尺度衰落 ， ； 为分配到切片/子带 的功率； 为同一个OFDM传输帧内重叠的OFDM符号数量， 为切片 的子载波数量， 为第 个切片的子载波数量， 为切片 的CP前缀的子载波数， ； 为切片 的第 个子载波与切片 的第 个子载波之间的谱距离。 9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求5-8中任一所述星地通讯系统多维跨域切片资源分配装置。 10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一所述星地通讯系统多维跨域切片资源分配方法的步骤。