一种基于TCRA的低轨星座通信系统的强占预留信道策略

负指数分布的无记忆特性，决定了对于呼叫持续时长遵循此分布的正在通话用户，它的呼叫结束时间不受其已经历通话时长的影响。设已经历通话时长T1的正在通话用户在T1+Δτ时刻以后呼叫结束的概率为Po，则：

由于通话用户间的呼叫持续时长相互独立，则n个活动用户继续保持通话时间大于Δτ的概率Po(n)为：
　　

由此可以认为：在所有信道都被用户使用或是预留的信道容量为C的小区中，T0时刻一个新呼叫到达，如果系统可以预测到接受此次新呼叫在T0＋Δτ时刻存在切换失败的可能，那么采取强占预留策略允许此新呼叫接入，将导致系统切换失败的概率为Po(C+1)。
　　参考文献[6]推导得到，在由方形小区组成的一维移动性模型中，如果新呼叫阻塞概率Pn和切换失败概率Ph都为0，则系统中每次呼叫需要经历的平均切换次数nk为：

其中，Vsat为低轨卫星的星下点移动速度，R为方形小区长度。
　　服务等级（GoS）是反映QoS的一个重要指标，它由新呼叫阻塞概率和切换失败概率决定[6]：

其中，k>1，是新呼叫与切换呼叫GoS之间的平衡因子，在一些文献中通常取10。服务等级越低，通信质量越好，说明信道分配策略越好；切换失败概率对于服务等级的影响是新呼叫阻塞概率对其影响的k倍。
为保证改进的策略具有更好的QoS，要求改进策略的GoS更低，结合GoS定义可得：

其中，Pn2和Ph2分别为策略改进后系统产生的新呼叫阻塞概率和切换失败概率；Pn1和Ph1分别为原策略产生的新呼叫阻塞概率和切换失败概率。为更清楚地表述算法，本文将相应的呼叫统计数量引入计算，(6)式即可表示为：

其中，Nnbi，Nni，Nhbi，Nhi分别为采取原策略(i＝1)和采取改进策略(i=2)时一段时间内系统中产生的新呼叫阻塞数量、新呼叫数量、切换失败数量、切换数量。可令Nn1和Nn2相等，记为：

本文采用的移动性模型满足参考文献[6]提出的假设要求， 近似为0，根据参考文献[6]，有：
　　

由式(7)、(8)、(9)，得到：

不等式左侧分母表示新策略减少的新呼叫阻塞数量，即增加的新呼叫接入数量，分子表示新策略增加的切换失败的数量。又有采用强占信道策略允许新呼叫接入所导致的切换失败概率为Po(C+1)，则有：