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卫星网络多址接入协议与认证方法研究

发布时间:2018-08-06 14:03
【摘要】:卫星网络多址接入协议的设计关乎整个卫星通信系统的信道资源利用率和业务的QoS,要想既高效占用信道资源又满足各种业务的QoS,必须设计合理的卫星网络多址接入协议。另一方面,接入卫星网络的用户身份是未知的,如果任意用户都可以接入卫星网络进行通信,那么卫星网络将会存在极大的安全隐患,只有通过卫星通信系统认证的用户才可以接入并获取服务,所以设计合理的卫星网络接入认证方法至关重要。本文对现有卫星网络多址接入协议与认证方法进行归纳总结,分析了目前多址接入协议与认证方法的优缺点以及现有的方法用于卫星网络中存在的问题。本文提出了基于灰色预测的混合自由/按需分配多址接入协议,在接入方面,加入了灰色预测方法,使得用户预约的时隙数要多于现有的突发分组数;在带宽分配方面,加入了用户优先级分配算法,给用户需求高的用户设置更高的优先级,优先分配卫星信道资源。通过OPNET对该协议进行仿真建模,实验结果表明该协议在吞吐量和端到端时延方面表现出较好的性能,提高了整个系统的信道利用率。另一方面,本文提出了基于信关站的卫星网络匿名认证方法,采用MD5算法生成消息认证码,实现卫星网络与用户的双向认证,并将大部分的认证工作从网络控制中心(NCC)转移到卫星网络中的信关站上,大大降低了网络控制中心(NCC)的计算量。将该方法与现有的几种卫星网络认证方法进行安全性对比分析,并通过网络编程仿真,实验结果验证了该方案的可行性。
[Abstract]:The design of satellite network multiple access protocol is related to the utilization of channel resources and QoS of the whole satellite communication system. In order to occupy channel resources efficiently and satisfy the QoS of all kinds of services, a reasonable satellite network multiple access protocol must be designed. On the other hand, the identity of the users accessing the satellite network is unknown. If any user can access the satellite network for communication, then the satellite network will have a great security hazard. Only users who are authenticated by satellite communication system can access and obtain services, so it is very important to design a reasonable method of satellite network access authentication. This paper summarizes the existing multiple access protocols and authentication methods for satellite networks, analyzes the advantages and disadvantages of the current multiple access protocols and authentication methods and the existing problems in satellite networks. In this paper, a hybrid free / on-demand multiple access protocol based on grey prediction is proposed. In the access aspect, the gray prediction method is added, which makes the number of slots reserved by the user more than the number of existing burst packets, and in the aspect of bandwidth allocation, The user priority allocation algorithm is added to set a higher priority for users with high user requirements and to assign satellite channel resources first. The simulation model of the protocol is simulated by OPNET. The experimental results show that the protocol performs well in throughput and end-to-end delay, and improves the channel utilization of the whole system. On the other hand, this paper proposes an anonymous authentication method for satellite network based on Xinguan station, which uses MD5 algorithm to generate message authentication code to realize two-way authentication between satellite network and users. Most of the authentication work is transferred from the network control center (NCC) to the communication station in the satellite network, which greatly reduces the computation of the network control center (NCC). The security of this method is compared with several existing satellite network authentication methods, and the feasibility of the scheme is verified by network programming simulation.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN927.2

【参考文献】

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本文编号:2167955

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