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一种IP化航空电信网切换管理方案设计及仿真

作　者: 刘天华
导　师: 邹华
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: IP化航空电信网移动性管理切换管理广播式自动相关监视
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

航空电信网是新航行系统的重要组成部分,ATN/IPS是未来航空电信网的发展方向,它是由不同空地网络组成的全球互联复杂网络。飞机在飞行的过程中可能穿越不同的子网,从一个地面管制范围进入另一个管制范围,或者同时处于多个地面管制范围之内,给飞机的移动性带来了一系列的移动性管理问题。如何保持地面与飞机能够建立通信关系、并保持通信关系的连续性非常重要,是各种ATN服务得以实现的基础。本论文分析了航空电信网移动性管理方案的设计目标,通过分析传统ATN/OSI中路由机制,以及ATN/IPS中移动性管理技术,总结了现有航空电信网移动性管理中所面临的问题,并以此为出发点提出了一种IP化航空电信网切换管理技术。论文中首先设计了一种基于ADS-B报文的切换管理方案,提出了切换判断管理的两种核心算法,即基于ADS-B报文到达周期特性进行切换时机选择的算法和基于航迹预测技术进行多目标地面站选择的算法。然后通过仿真实验,证明了切换算法的可行性。本方案以IP技术为基础,不要求机载设备IP化；通过扩展地面设备的能力,代替飞机完成移动性管理中所需要的移动发现、切换控制等功能。飞机只需要拥有基本的国际规定的应用能力即可,不需要主动参与到移动性管理当中,仅仅是配合地面设备完成移动性管理。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-13
  1.1 研究背景和意义  10-12
  1.2 论文结构  12-13
第二章 IP化航空电信网移董性管理技术的发展  13-30
  2.1 航空电信网的发展  13-16
    2.1.1 ATN的发展及ATN/IPS的引入  13-15
    2.1.2 ATN/IPS的特点  15-16
  2.2 航空电信网移动性管理技术分析  16-27
    2.2.1 传统ATN移动路由机制分析  16-20
      2.2.1.1 传统ATN移动路由机制介绍  16-20
      2.2.1.2 传统移动路由机制面临的问题  20
    2.2.2 ATN/IPS移动性管理技术分析  20-26
      2.2.2.1 ATN/IPS移动性管理技术介绍  20-25
      2.2.2.2 ATN/IPS移动性管理技术面临问题  25-26
    2.2.3 其他技术方案分析  26-27
  2.3 本论文切换管理技术方案介绍  27-30
第三章基于ADS-B的切换管理方案设计  30-48
  3.1 切换控制方式设计  30-37
    3.1.1 飞机的飞行模型  30-33
      3.1.1.1 通用模型  30-31
      3.1.1.2 航迹处理  31-33
    3.1.2 ADS-B报文发送特征模型  33-36
      3.1.2.1 ADS-B报文及特性  33-34
      3.1.2.2 ADS-B的三种模式  34-36
    3.1.3 切换流程控制  36-37
  3.2 切换判断算法设计  37-46
    3.2.1 切换时机选择  37-40
    3.2.2 多目标站选择  40-46
      3.2.2.1 飞机的三维空间定位  40-43
      3.2.2.2 航迹预测  43-44
      3.2.2.3 目标站点的选择  44-46
  3.3 切换算法分析  46
  3.4 切换过程中的资源分配  46-48
第四章基于应用层的切换管理方案仿真分析  48-62
  4.1 仿真工具QUALNET介绍  48
  4.2 仿真目标  48-50
  4.3 仿真建模  50-55
    4.3.1 仿真场景及参数  50-52
      4.3.1.1 仿真场景图  50-52
      4.3.1.2 空地通信应用建模  52
      4.3.1.3 通信网络场景建模  52
    4.3.2 网络节点建模与仿真实现  52-55
  4.4 性能仿真  55-59
    4.4.1 切换时延仿真  55-59
      4.4.1.1 切换时机选择算法时延  55-58
      4.4.1.2 多目标站选择算法时延  58-59
    4.4.2 切换丢包率仿真  59
  4.5 仿真结果及分析  59-62
    4.5.1 时延仿真结果  59
    4.5.2 丢包率仿真结果  59-60
    4.5.3 飞机数量对切换性能的影响  60
    4.5.4 仿真结论  60-62
第五章结束语  62-64
  5.1 论文总结  62-63
  5.2 后续工作  63-64
参考文献  64-66
附录  66-67
致谢  67-68
发表论文  68

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