基于NS-3的LTE星地融合网络的性能仿真研究

发布时间：2017-06-09 18:02

  本文关键词：基于NS-3的LTE星地融合网络的性能仿真研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着智能终端和移动互联网应用的发展,人们对手机高速上网的需求越来越高。尽管3G网络已经拥有较高速度,但面对更高带宽的需求,具有更高速度的4G网络可更好地满足用户需求。为此,3GPP提出长期演进(LTE)和系统架构演进(SAE),由二者组成演进分组系统(EPS)。EPS可以更好地支持移动宽带业务,.保证移动网络未来的长远发展。本文以国家863计划“新一代星地融合宽带通信网络测试与仿真”项目为依托,采用NS-3仿真工具对基于LTE的4G网络和LTE星地融合网络进行了较为全面的仿真研究。首先,本文介绍了卫星通信系统、地面LTE移动通信系统架构及协议栈等,概述地面LTE移动通信系统与卫星通信系统相结合的星地融合网络通信系统。其次,本文基于NS-3网络仿真软件对地面LTE网络和LTE星地融合网络模型进行了仿真构建,并完成数据通信过程的分析、网络模型与仿真环境的构建和各个模块的编程实现。最后,通过设置不同仿真场景(在不同数据包发送间隔、UE-eNodeB之间距离、用户设备UE的数目等场景下),仿真评估所构建网络的UE吞吐量、丢包率和时延等网络性能。本文的主要工作为：(1)目前学术界对4G网络的仿真研究工作主要集中在无线链路的性能评估,鲜见对主干网络(如EPC)的性能评估。本文采用NS-3网络仿真工具建立LTE仿真模型,既对LTE和EPC组成的演进分组系统(EPS)进行了仿真。(2)在借鉴国内外3G研究成果的基础上,本文参照一种将地面4G LTE移动通信系统与宽带卫星通信系统相融合的星地融合网络通信系统架构,并对该系统进行了相关仿真实现。(3)通过对地面LTE网络和LTE星地融合网络在NS-3中的仿真结果进行分析,研究了在不同的数据包发送间隔、UE-eNodeB距离、UE数目等场景下的UE吞吐量、丢包率和时延等网络性能。
【关键词】：长期演进(LTE) 星地融合网络 网络性能评估 系统架构
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及其意义14
• 1.2 国内外发展现状和趋势14-18
• 1.2.1 国内外4G发展状况15-17
• 1.2.2 星地融合通信系统发展概况17-18
• 1.3 论文的主要工作及工作安排18-20
• 第二章 卫星LTE系统及仿真软件简介20-38
• 2.1 卫星通信系统和LTE通信系统20-25
• 2.1.1 卫星通信系统架构20-21
• 2.1.2 LTE系统架构21-23
• 2.1.3 LTE系统协议栈23-25
• 2.2 星地融合网概况25-29
• 2.2.1 系统架构25-27
• 2.2.2 网络协议栈27-29
• 2.3 仿真原理及软件选择29-32
• 2.3.1 网络仿真原理29-30
• 2.3.2 仿真软件选择30-32
• 2.4 NS-3仿真软件32-38
• 2.4.1 NS-3软件特点及优势32-33
• 2.4.2 NS-3体系结构33-38
• 第三章 基于NS-3的LTE星地融合网络构建38-50
• 3.1 基于NS-3的仿真模型构建原理38-43
• 3.1.1 基于NS-3的LTE仿真模型38-39
• 3.1.2 基于NS-3的星地融合网仿真模型39-40
• 3.1.3 仿真模型数据通信过程40-43
• 3.2 LTE星地融合网络仿真模型的实现43-50
• 3.2.1 仿真总体实现流程43
• 3.2.2 仿真模块的编程实现43-50
• 第四章 网络仿真结果及其分析50-66
• 4.1 仿真场景设置50-51
• 4.1.1 仿真性能评价参数50
• 4.1.2 仿真环境设置50-51
• 4.2 不同数据包发送间隔下的网络性能51-54
• 4.2.1 吞吐量51-52
• 4.2.2 丢包率52-54
• 4.2.3 时延54
• 4.3 不同UE数目下的网络性能54-58
• 4.3.1 吞吐量55-56
• 4.3.2 丢包率56-57
• 4.3.3 时延57-58
• 4.4 不同UE-eNodeB距离下的网络性能58-62
• 4.4.1 吞吐量59-60
• 4.4.2 丢包率60-61
• 4.4.3 时延61-62
• 4.5 模拟卫星链路大时延下的网络性能62-64
• 4.5.1 吞吐量62-64
• 4.5.2 丢包率64
• 4.6 仿真结果分析64-66
• 第五章 结束语66-68
• 5.1 论文主要工作66
• 5.2 下一步工作66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 作者简介74

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