空天网络中协作传输技术与接入算法的研究

发布时间：2017-09-27 06:22

  本文关键词：空天网络中协作传输技术与接入算法的研究

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【摘要】：空天网络是以航空航天平台为载体,实时智能化获取、传输和处理信息的网络系统。该网络具备高度的自主运行和管理能力。空天网络中的通信节点类型、业务类型和传输模式正在向着多样化的方向不断发展。在这样的背景下,多卫星之间的协作传输机制与用户接入流程控制成为了提高空天网络负载均衡性,提高传输资源利用率的重要手段。 本文提出了一种多卫星协作传输场景,即在高轨卫星(GEO)与低轨卫星(LEO)通信高负载的情况下,通过GEO间激光信道通信的方式转发源GEO业务数据以分担通信负载,并提出新的多信道业务流量配置方法。从而突破单链路卫星信道的速率限制,解决单一链路数据传输的方式的传输速率受限、可靠性低的缺点,提高高低轨卫星间的业务信道利用率。 另外,传统卫星通信中依据信号接收强度选择距离近的接入点方法难以满足现代空天网络的要求。需要面对不同业务和网络情况进行有更具有针对性的接入选择与多址接入通信。因此,本文根据空天环境特点、用户实际需求和网络负载现状,研究影响网络接入性能的因素,设计出适合空天网络的接入方法、提出了“固定／预约／轮询”分配的时分多址方案,针对空天网络的实际需求对现有TDMA方式进行优化。 最后,基于OPNET仿真软件搭建了空天网络接入仿真平台,并在网络场景中针对所提接入选择和多址方式运行了系统级仿真。
【关键词】：空天网络 接入选择 多址方式 协作传输
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V443.1;TN927
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 空天网络的发展现状10-13
• 1.2.1 国外空天网络的发展现状11-12
• 1.2.2 我国空天网络的发展现状12-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 1.4 本文的结构安排14-17
• 第二章 多卫星协作传输架构下的流量分配方法17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 地面和空天网络协作方式的研究现状17-21
• 2.2.1 蜂窝和计算机网络中协作方案与现有协议17-19
• 2.2.2 空天网络协同与融合方案的研究现状19-21
• 2.3 高轨卫星协作场景描述21-23
• 2.4 协作传输问题量化建模23-25
• 2.5 基于M/M/1排队模型的业务分配策略及求解25-26
• 2.6 仿真性能分析26-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第三章 面向网络负载均衡的高轨卫星接入选择与多址方式31-59
• 3.1 引言31-33
• 3.2 空天接入场景分析33-34
• 3.3 卫星通信接入流程34-35
• 3.4 地面蜂窝网络的小区接入与重选方法35-41
• 3.4.1 GSM网络中的小区接入与重选方法35-38
• 3.4.2 WCDMA网络中的小区选择和重选算法38-40
• 3.4.3 LTE/LTE-A网络的小区选择和重选算法40-41
• 3.5 空天/卫星网络接入选择的研究现状41-44
• 3.5.1 基于GEO卫星移动通信标准的卫星网络接入选择策略41-43
• 3.5.2 其他空天网络接入选择策略43-44
• 3.6 面向负载均衡的空天网络接入选择方法44-51
• 3.6.1 用户接入发起概率控制45-47
• 3.6.2 面向负载均衡的空天网络接入选择方法47-51
• 3.7 现有的卫星多址接入方式51-53
• 3.8 基于固定/预约/轮询分配的TDMA多址接入53-56
• 3.9 本章小节56-59
• 第四章 空天网络接入选择和多址方案的仿真系统实现59-71
• 4.1 仿真平台搭建环境介绍59-60
• 4.2 仿真原理60-61
• 4.3 基于OPNET的空天网络系统建模61-67
• 4.3.1 网络层建模61-62
• 4.3.2 节点模型设计62-64
• 4.3.3 进程模型设计64-67
• 4.4 仿真环境参数设置67-68
• 4.5 仿真结果分析68-70
• 4.6 本章小结70-71
• 第五章 总结与展望71-75
• 5.1 工作总结71-72
• 5.2 未来展望72-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 硕士期间发表成果81

【参考文献】

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本文编号：928107