卫星通信网络资源分配与传输协议的研究与仿真实现

发布时间：2020-09-18 11:06

　　近年来,随着通信技术的普及,卫星通信系统所具备的高速传输交换、全球无缝隙覆盖和支持高质量交互式通信等特点使其成为了各国研究的热点。同时,伴随信息时代的到来,人们对于信息的需求呈井喷状态,而现有的地面通信网络很难满足未来通信对全球无缝覆盖的需求,因此构建一套完善的卫星通信网络系统具有十分重大的现实意义。本文着眼于卫星通信网络系统,主要对点波束通信资源分配和网络传输协议进行了分析和研究,分别设计了一种基于业务价值的资源分配算法和一种针对卫星网络环境的通信传输协议,对它们分别进行了仿真验证,并搭建了卫星网络通信仿真实验平台。首先,本文研究了卫星通信场景中的相关业务类型及通信服务需求,同时对卫星系统中的波束、带宽和功率等通信资源及网络状态进行梳理,引入了一种基于通信服务需求的业务评级模型公式,基于网络和业务价值特点设计了一种基于遗传算法的卫星系统通信资源分配算法策略,完成了算法的软件实现与仿真,并从链路吞吐量、传输时延等方面与传统通信协议进行了对比分析。其次,本文研究了卫星网络的通信传输协议,分析了地面通信协议在卫星网络环境下的缺陷,研究了相关协议在卫星网络环境下的扩展机制,分析了这些方案的不足之处,设计了本文的卫星网络通信传输协议,对无线损失丢包和网络拥塞丢包进行区分,根据网络参数进行动态调节,最后使用NS-2软件对该协议进行了网络性能仿真验证,并与传统通信协议进行了对比分析,验证了网络性能。最后,本文设计并搭建了一个基于OPNET软件的卫星网络通信仿真平台,设计了仿真实验流程,构建了卫星网络,完成了卫星、网络控制中心等节点在平台中的功能仿真实现,随后将卫星通信资源分配算法和卫星网络通信协议部署在平台中,进行系统调试验证,本文还为卫星网络仿真平台开发了一个系统原型界面,方便使用者对平台进行操作。
【学位单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN927.2
【部分图文】：

星状网络

话交换网络（PSTN）和地面蜂窝网络（如 GSM）等网络之间的互联运营商提供通信计费能力。有些卫星系统还会配备地面数据通信网，端连接网络控制中心和地面信关站。用户段主要由移动终端和固定客户节点组成，它们是卫星通信系统的业务来源，具备卫星通信能力，可以利用卫星网络进行通信或接入其网络。一般卫星通信系统有两种主要的网络结构[33][34][35]，星状结构（图 2-2构（图 2-3）。通信卫星A 通信卫星B

网络层

图 2-5 OPNET 网络层Figure 2-5 OPNET network layer图 2-6 OPNET 节点层Figure 2-6 OPNET node layer

专业学位,工程硕士,网络层,论文

OPNET节点层Figure2-6OPNETnodelayer

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