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基于跨层的宽带多媒体卫星呼叫接入控制算法研究

作　者: 徐明宇
导　师: 郭庆
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 呼叫接入控制跨层带宽分配宽带多媒体卫星
分类号: TN927.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 61次
引　用: 1次
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内容摘要

在未来空天地一体化信息网络融合的发展趋势下,卫星网络作为这一体系的重要组成和衔接部分将逐渐受到重视和青睐,而国内外关于卫星网络的研究还不成熟,很多关键技术和核心问题的解决还处于起步阶段。宽带多媒体卫星系统实现对地面网络覆盖范围的拓展,实现全球、应急以及军事等特殊环境下的通信优势越来越明显。随着多媒体应用被引入到无线和卫星网络,同时,无线及卫星网络的信道特性并不理想,传统的呼叫接入控制对于卫星环境来说有了局限性,从而,如何实现既能保证多媒体业务的服务质量、又能适应多变的卫星环境成为整个卫星通信系统性能设计的核心问题。针对卫星网络链路传输的长延时性、业务服务质量的不同要求、卫星信道时刻变化及有限的系统资源等特点,本文通过对系统阻塞率、掉线率、信元丢失率等QoS参数的分析,研究了宽带多媒体卫星呼叫接入控制设计过程中的几个相关问题:第一,基于队列缓存的动态信道分配策略。首先,根据GEO卫星长时延及多媒体业务优先级高低不同的特性,结合历史上出现过的呼叫接入控制策略,根据宽带多媒体卫星ATM体制及上行采用MF-TDMA方式的时频资源,提出适用于宽带多媒体卫星的动态信道分配策略。第二,基于跨层的带宽分配算法设计。首先,由于时变的信道状态、业务的严格服务质量要求,进行带宽分配算法的研究。然后,利用不相邻的各层之间的交互信息,对系统性能进行全面考虑。最后,根据爱尔兰公式得到的阻塞率及信元丢失率公式,通过优化代价函数,进而对各个业务站进行合理的带宽分配。第三,基于跨层的呼叫接入控制算法设计。首先,利用基于队列缓存的动态信道分配策略,保证业务阻塞率的前提下,降低业务掉线率,提高资源利用率。然后,结合物理层、应用层、数据链路层的联合信息,并根据信元丢失率的公式构建代价函数,通过优化代价函数,求得最小值,来确定系统带宽在各业务站之间的分配,以达到阻塞率在门限之下的条件下,以代价函数求得的带宽分配,来获得最小的信元丢失率,使系统具有动态适应性。本文通过对宽带多媒体卫星系统特性分析与业务模型的设计,提出了基于跨层的呼叫接入控制算法设计的新思路和新方法,可以为我国未来大规模的宽带多媒体卫星网络自适应能力的提高、系统接入性能优化及资源利用率的提高提供很大的帮助。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-9
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 课题研究的目的和意义  8-9
  1.2 国内外现状  9-12
    1.2.1 呼叫接入控制的现状分析  9-10
    1.2.2 跨层设计的呼叫接入控制现状分析  10-12
  1.3 主要研究工作与本文结构  12-14
第2章呼叫接入控制算法  14-26
  2.1 呼叫接入控制概述  14-18
    2.1.1 呼叫接入控制思想及原理  15-17
    2.1.2 呼叫接入控制与卫星通信网络  17-18
  2.2 呼叫接入控制的常见算法  18-20
  2.3 跨层设计的呼叫接入控制算法  20-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章基于队列缓存的宽带多媒体卫星CAC策略  26-43
  3.1 系统概述  26-32
    3.1.1 宽带多媒体卫星业务  26-28
    3.1.2 宽带多媒体卫星特性  28-32
  3.2 基于队列缓存的呼叫接入控制方案  32-39
    3.2.1 系统模型  33
    3.2.2 基于队列时延缓存的CAC策略  33-39
  3.3 仿真参数  39
  3.4 仿真结果分析  39-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章基于跨层设计的宽带多媒体卫星CAC算法  43-54
  4.1 基于跨层设计的呼叫接入控制算法策略  43-49
    4.1.1 基于跨层的呼叫接入控制策略  45-47
    4.1.2 代价函数建立及求解  47-49
  4.2 仿真参数  49-50
  4.3 仿真结果分析  50-53
  4.4 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-61
致谢  61

基于跨层的宽带多媒体卫星呼叫接入控制算法研究

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