寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星通信是一種先進(jìn)的通信技術(shù),具有將地球上絕大多數(shù)人口聚居區(qū)域互聯(lián)起來的能力.二十世紀(jì)九十年代末期,人們開始對寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生濃厚興趣.由于Internet的空前繁榮和衛(wèi)星通信技術(shù)自身的快速發(fā)展,寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將會在未來的一段時間中得到穩(wěn)定、快速的發(fā)展.寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)也稱為下一代衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)(Next Generation satellite networks).當(dāng)前的通信衛(wèi)星系統(tǒng)大多是一種透明轉(zhuǎn)發(fā)類型的衛(wèi)星系統(tǒng),通常為小型地面終端提供語音

2、和低速的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),或者為大型地面站提供高速、寬帶數(shù)據(jù)通信服務(wù).然而,技術(shù)的快速進(jìn)步使得未來的衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以為小型地面終端提供寬帶的Internet數(shù)據(jù)接入服務(wù).當(dāng)前,寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正在朝著兩個方向進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)研究或正在部署之中:一種是高功率、大容量的基于星上交換的地球同步軌道(GEO)衛(wèi)星通信系統(tǒng);另一種由幾十顆、上百顆低軌道(LEO)衛(wèi)星簇構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化的星座網(wǎng)絡(luò).本文對于這一領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)從四個方面進(jìn)行了研究,

3、取得了以下研究成果:(1)在LEO衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由算法的研究中,提出了一種稱為蜘蛛網(wǎng)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并給出了相應(yīng)的面向無連接業(yè)務(wù)的星上分組路由優(yōu)化算法.該算法復(fù)雜度低,便于硬件實現(xiàn),適于處理高速數(shù)據(jù)分組.仿真實驗證明了它的優(yōu)越性,對于構(gòu)成大容量寬帶衛(wèi)星網(wǎng)具有重要實用價值.(2)在對寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)TCP的性能進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,提出了具有主動區(qū)分業(yè)務(wù)能力的TCP-DiffServ方案.理論分析和仿真結(jié)果表明,該方案在突發(fā)性、公平性

4、,以及抗擊網(wǎng)絡(luò)擁塞的能力等方面與已有技術(shù)相比都有明顯的改善.(3)提出了一種寬帶多媒體衛(wèi)星資源調(diào)度策略.該策略可以從整體上提高ATM寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的信道利用率,顯著減少UBR業(yè)務(wù)流端到端的延遲并能保證各類業(yè)務(wù)流的QoS.由于該調(diào)度算法分別在地面局部調(diào)度器和衛(wèi)星全局調(diào)度器實現(xiàn),并將大部分復(fù)雜計算功能集中在地面段,因此星上部分比較簡單.仿真表明,它是一種簡單而高效的調(diào)度算法.(4)基于發(fā)明專利提出了一種基于星上FDMA-CWTDM轉(zhuǎn)換和電路交