基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多波束衛(wèi)星系統(tǒng)容量優(yōu)化方法研究.pdf

1、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)作為我國天地一體化信息戰(zhàn)略中的一個重要環(huán)節(jié)，一直是科研領(lǐng)域中的熱門方向。由于衛(wèi)星通信自身功率和帶寬受限的特點，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量問題一直都是研究難點所在。要想發(fā)揮衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在信息傳輸中的重要作用就必須盡可能的提高系統(tǒng)容量。本文在契合了網(wǎng)絡(luò)編碼這一千年之際出現(xiàn)的新的網(wǎng)絡(luò)傳輸思想的基礎(chǔ)上，首先將其引入到多波束的衛(wèi)星系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)編碼使用編碼的方式對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行編碼處理，其最顯著的特點就是可以提高傳輸?shù)男?。由于衛(wèi)星通信領(lǐng)域中與網(wǎng)絡(luò)編

2、碼相結(jié)合的研究在國內(nèi)尚處于初期階段，本文的研究對象未能選擇整個衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而是將研究集中在單個多波束衛(wèi)星的多播場景。本文對于此場景的容量優(yōu)化問題做了深入的研究。
　　本文首先簡單的介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼這一新興概念，為后續(xù)的研究打下理論基礎(chǔ)。然后將多波束衛(wèi)星的多播場景抽象出來，建立了與實際較為接近的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型。由于隨機線性網(wǎng)絡(luò)編碼工作在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層，它的直接操作對象是網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。因此本文在系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上給出了物理層SI

3、NR轉(zhuǎn)換到網(wǎng)絡(luò)丟包率的方法，并提出了與系統(tǒng)模型相吻合的包傳輸模型。
　　接下來本文在參考了結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的傳輸策略的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)給出了上述模型下的結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸策略的容量表達式，并列出了容量優(yōu)化問題的經(jīng)典解法。由于多波束場景中用戶量大這一實際問題，指出了使用傳統(tǒng)解法的困難之處。本文提出了運用隨機化思想的求解算法并給出了仿真實驗結(jié)果，驗證了該算法的正確性與適用性。在此基礎(chǔ)上，本文又提出了基于隨機ACK反饋機制的傳輸策略，對傳統(tǒng)策略進