寬帶衛(wèi)星網絡關鍵技術研究.pdf

1、衛(wèi)星通信是一種先進的通信技術,具有將地球上絕大多數人口聚居區(qū)域互聯起來的能力.二十世紀九十年代末期,人們開始對寬帶衛(wèi)星網絡產生濃厚興趣.由于Internet的空前繁榮和衛(wèi)星通信技術自身的快速發(fā)展,寬帶衛(wèi)星網絡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)星網絡也稱為下一代衛(wèi)星通信網絡(Next Generation satellite networks).當前的通信衛(wèi)星系統(tǒng)大多是一種透明轉發(fā)類型的衛(wèi)星系統(tǒng),通常為小型地面終端提供語音

2、和低速的數據傳輸服務,或者為大型地面站提供高速、寬帶數據通信服務.然而,技術的快速進步使得未來的衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以為小型地面終端提供寬帶的Internet數據接入服務.當前,寬帶衛(wèi)星網絡系統(tǒng)正在朝著兩個方向進行相應的關鍵技術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)星簇構成的網絡拓撲動態(tài)變化的星座網絡.本文對于這一領域的關鍵技術從四個方面進行了研究,

3、取得了以下研究成果:(1)在LEO衛(wèi)星星座網絡拓撲結構和路由算法的研究中,提出了一種稱為蜘蛛網型的拓撲結構,并給出了相應的面向無連接業(yè)務的星上分組路由優(yōu)化算法.該算法復雜度低,便于硬件實現,適于處理高速數據分組.仿真實驗證明了它的優(yōu)越性,對于構成大容量寬帶衛(wèi)星網具有重要實用價值.(2)在對寬帶衛(wèi)星網絡TCP的性能進行深入分析的基礎上,提出了具有主動區(qū)分業(yè)務能力的TCP-DiffServ方案.理論分析和仿真結果表明,該方案在突發(fā)性、公平性

4、,以及抗擊網絡擁塞的能力等方面與已有技術相比都有明顯的改善.(3)提出了一種寬帶多媒體衛(wèi)星資源調度策略.該策略可以從整體上提高ATM寬帶衛(wèi)星網絡的信道利用率,顯著減少UBR業(yè)務流端到端的延遲并能保證各類業(yè)務流的QoS.由于該調度算法分別在地面局部調度器和衛(wèi)星全局調度器實現,并將大部分復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度算法.(4)基于發(fā)明專利提出了一種基于星上FDMA-CWTDM轉換和電路交