基于SDN的卫星物联网接入与路由技术研究
发布时间：2020-12-28 11:36
物联网的飞速发展不仅为当前通信系统带来诸多挑战,也成为5G移动通信系统的主要应用场景。而卫星通信系统具有不受地理环境、自然灾害等因素影响的优势,其覆盖面积广,能够为物联网的万物互联思想提供便利。故此,卫星物联网应运而生。卫星物联网具有全球覆盖、不受空间限制的优点,同时也面临诸多挑战。一方面,大量终端接入卫星网络,由卫星运动或高速运动的终端所引发的接入控制与切换、路由策略成为亟待解决的问题。另一方面,多种多样的设备也必将引发网络异构性问题。本文为解决以上问题,以基于SDN的卫星物联网架构为基础,提出了基于SDN的卫星物联网接入控制框架,研究了多优先级高动态用户基于竞争排队的接入控制与切换策略、LEO/GEO双层轨道卫星接入控制与切换策略,并提出以ARIMA模型动态预测预留信道的接入控制与切换策略。最后,基于SDN架构实现能够处理具有周期性动态变化的CGR算法。下面简要概括论文工作。首先,在传统的卫星接入控制与切换技术基础上针对物联网中海量设备接入带来的多业务、用户高动态问题,考虑使用SDN的框架进行集中式的接入管理与资源分配。接着按照优先级的划分对用户进行优先级区分的信道预留策略。然后考...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
星座2D显示图
电子科技大学硕士学位论文10典型的卫星通信系统，如LEO卫星通信系统中的Iridium-Next卫星系统，由48个点波束构成；GlobalStar-2卫星系统收发各有16个点波束。GEO卫星系统中的Inmarsat-4卫星系统波束由1个全球波束，19个区域点波束，228个窄点波束。为直观观察卫星的覆盖情况，下面使用STK(SystemToolKit，系统工具包)进行仿真。仿真轨道参数来源项目，包括240颗LEO和6颗GEO与12个轨道面，LEO平均分配在12颗轨道面上，LEO的轨道高度取880km。STK仿真结果如图2-3和图2-4所示。图2-3为星座2D显示图，图2-4为星座3D显示图。图2-3星座2D显示图图2-4星座3D显示图
第五章基于SDN的卫星物联网路由算法研究与实现715.5软件平台搭建5.5.1Floodlight控制器安装本文使用的实验系统版本为Windows10专业版，本文中使用的Floodlight版本号为1.2，完全支持OpenFlow1.0与1.3版本。Floodlight本身是一套基于Java语言开发的程序，所以本文选用eclipse作为开发软件。首先安装JavaJDK，本文使用版本为1.8.0，然后部署环境变量。环境变量部署完成后，下载eclipse并安装。最后导入Floodlight源码，启动程序看到如图5-5所示界面则表示Floodlight控制器初步部署成功，可进一步进行扩展编程。图5-5Floodlight控制器WebUI主界面5.5.2Mininet安装Mininet是一个能够建立虚拟网络的仿真工具，由Nick教授的团队研究开发而成[58]。Mininet在SDN仿真中应用较为普遍，它能够利用基于进程的虚拟化技术，仅仅在一台个人电脑上实现多节点网络拓扑的构建，且支持不同的OpenFlow
【参考文献】：
期刊论文
[1]“鸿雁”星座闪亮亮相 移动通信或将全球无缝覆盖[J]. 徐菁. 中国航天. 2018(11)
[2]软件定义网络(SDN)在卫星通信中的应用[J]. 吴祖民,李焕焕,韦冬梅. 通信与广播电视. 2018(Z1)
[3]一种区分优先级的LTE-R随机接入方案[J]. 高琦,徐岩,王菁怡. 通信技术. 2017(11)
[4]一种基于终端分组的M2M随机接入控制方法[J]. 陆宇,管弋铭,朱晓荣. 光通信研究. 2017(05)
[5]聚合SDN控制的新一代空天地一体化网络架构[J]. 陈晨,谢珊珊,张潇潇,任智源. 中国电子科学研究院学报. 2015(05)
[6]Dynamic channel reservation scheme based on priorities in LEO satellite systems[J]. Jian Zhou,Xiaoguo Ye,Yong Pan,Fu Xiao,Lijuan Sun. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2015(01)
[7]低轨移动卫星通信系统切换模型[J]. 凌翔,胡剑浩,吴诗其. 电子科技大学学报. 1995(06)
博士论文
[1]低轨卫星通信接入与切换策略研究[D]. 黄飞.电子科技大学 2009
[2]低轨卫星移动通信系统中的信道分配策略研究[D]. 董燕.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]低轨卫星通信系统随机接入技术研究[D]. 李倩.北京邮电大学 2019
[2]基于软件定义卫星网络的低轨卫星切换策略研究[D]. 张姗姗.北京邮电大学 2019
[3]多波束卫星通信系统资源分配研究[D]. 包文倩.北京邮电大学 2018
[4]基于SDN的移动核心网流量管理的研究[D]. 吴理炫.北京邮电大学 2018
[5]多层空间网络的接入与切换技术研究[D]. 王亚.电子科技大学 2017
[6]软件定义卫星网络的资源分配机制设计与实现[D]. 叶玥.北京交通大学 2016
[7]GEO/LEO卫星移动通信系统的接入控制策略研究[D]. 王小龙.北京邮电大学 2014
[8]低轨卫星移动通信系统的信道分配与切换管理策略研究[D]. 陈立明.哈尔滨工业大学 2010
[9]基于ARIMA预测模型的Ad Hoc网络分簇算法研究[D]. 杨艳.东北大学 2010
本文编号：2943688
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
星座2D显示图
电子科技大学硕士学位论文10典型的卫星通信系统，如LEO卫星通信系统中的Iridium-Next卫星系统，由48个点波束构成；GlobalStar-2卫星系统收发各有16个点波束。GEO卫星系统中的Inmarsat-4卫星系统波束由1个全球波束，19个区域点波束，228个窄点波束。为直观观察卫星的覆盖情况，下面使用STK(SystemToolKit，系统工具包)进行仿真。仿真轨道参数来源项目，包括240颗LEO和6颗GEO与12个轨道面，LEO平均分配在12颗轨道面上，LEO的轨道高度取880km。STK仿真结果如图2-3和图2-4所示。图2-3为星座2D显示图，图2-4为星座3D显示图。图2-3星座2D显示图图2-4星座3D显示图
第五章基于SDN的卫星物联网路由算法研究与实现715.5软件平台搭建5.5.1Floodlight控制器安装本文使用的实验系统版本为Windows10专业版，本文中使用的Floodlight版本号为1.2，完全支持OpenFlow1.0与1.3版本。Floodlight本身是一套基于Java语言开发的程序，所以本文选用eclipse作为开发软件。首先安装JavaJDK，本文使用版本为1.8.0，然后部署环境变量。环境变量部署完成后，下载eclipse并安装。最后导入Floodlight源码，启动程序看到如图5-5所示界面则表示Floodlight控制器初步部署成功，可进一步进行扩展编程。图5-5Floodlight控制器WebUI主界面5.5.2Mininet安装Mininet是一个能够建立虚拟网络的仿真工具，由Nick教授的团队研究开发而成[58]。Mininet在SDN仿真中应用较为普遍，它能够利用基于进程的虚拟化技术，仅仅在一台个人电脑上实现多节点网络拓扑的构建，且支持不同的OpenFlow
【参考文献】：
期刊论文
[1]“鸿雁”星座闪亮亮相 移动通信或将全球无缝覆盖[J]. 徐菁. 中国航天. 2018(11)
[2]软件定义网络(SDN)在卫星通信中的应用[J]. 吴祖民,李焕焕,韦冬梅. 通信与广播电视. 2018(Z1)
[3]一种区分优先级的LTE-R随机接入方案[J]. 高琦,徐岩,王菁怡. 通信技术. 2017(11)
[4]一种基于终端分组的M2M随机接入控制方法[J]. 陆宇,管弋铭,朱晓荣. 光通信研究. 2017(05)
[5]聚合SDN控制的新一代空天地一体化网络架构[J]. 陈晨,谢珊珊,张潇潇,任智源. 中国电子科学研究院学报. 2015(05)
[6]Dynamic channel reservation scheme based on priorities in LEO satellite systems[J]. Jian Zhou,Xiaoguo Ye,Yong Pan,Fu Xiao,Lijuan Sun. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2015(01)
[7]低轨移动卫星通信系统切换模型[J]. 凌翔,胡剑浩,吴诗其. 电子科技大学学报. 1995(06)
博士论文
[1]低轨卫星通信接入与切换策略研究[D]. 黄飞.电子科技大学 2009
[2]低轨卫星移动通信系统中的信道分配策略研究[D]. 董燕.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]低轨卫星通信系统随机接入技术研究[D]. 李倩.北京邮电大学 2019
[2]基于软件定义卫星网络的低轨卫星切换策略研究[D]. 张姗姗.北京邮电大学 2019
[3]多波束卫星通信系统资源分配研究[D]. 包文倩.北京邮电大学 2018
[4]基于SDN的移动核心网流量管理的研究[D]. 吴理炫.北京邮电大学 2018
[5]多层空间网络的接入与切换技术研究[D]. 王亚.电子科技大学 2017
[6]软件定义卫星网络的资源分配机制设计与实现[D]. 叶玥.北京交通大学 2016
[7]GEO/LEO卫星移动通信系统的接入控制策略研究[D]. 王小龙.北京邮电大学 2014
[8]低轨卫星移动通信系统的信道分配与切换管理策略研究[D]. 陈立明.哈尔滨工业大学 2010
[9]基于ARIMA预测模型的Ad Hoc网络分簇算法研究[D]. 杨艳.东北大学 2010
本文编号：2943688
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