低轨卫星切换控制策略及方法研究.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
低轨卫星切换控制策略及方法研究
姓名:郭松
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:郭伟
20100501
摘要低轨卫星通信是下一代卫星通信的发展趋势,它具有覆盖范围广、通信时延小、随时接入的明显特点。本文深入分析和研究低轨卫星切换控制技术的原理和方法,提出了由单个信关控制子系统对通信用户的切换进行控制的切换控制方案。本文首先对卫星通信的经典系统进行介绍,然后就低轨卫星通信的特点、关键技术、切换类型和系统的工作方式分别进行概述。在总结了现有低轨卫星通信系统对用户切换控制的主要特点后,提出了境外切换系统的控制方案,该方案采用一个信关控制子系统通过星间链路来控制所有境外用户的切换过程,其中信关控制子系统本身是一个比较特殊的普通关口站。之后针对切换系统涉及到的功能部分,本文对系统设计分别进行了较为详细的阐述,具体内容包括信关控制子系统、星上处理、星上语音快速传输和整个切换的控制过程。对多星选择本文还提出了适合于星座使用的优化的最近距离切换策略。设计完成的同时本文对系统给出了一些理论上的分析,对整个系能性能进行了理论上的推导和预测。在给出境外切换的控制方案的基础上,本文采用砑型ㄐ畔低辰模,模拟信关控制子系统通过星间链路控制境外用户的整个通话和切换过程。在不跟境内透明转发通信方式冲突的情况下采用隧道技术解决地面网和卫星网的互联问题,分别对切换控制系统的主要功能部分的建模进行较为详细的阐述。最后我们搭建了境外用户通信的仿真实验场景,测试并验证了境外切换控制方案的正确性和可行性。同时结果也证明了优化的最近距离切换策略在保证较小计算量的前提下抑制乒乓切换、减少切换代价方面的优势。关键词:低轨卫星,切换,切换控制子系统,星上处理和交换,抡
一一一—!!!馹————————————————————!!!猒———————!!!!!猒!!!!!!!!R畉琣瑃瓵,,‘県..琱狄瞖,瑆簂、甌、.畐.
,:琱,
图目录图低轨卫星主要切换类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图透明转发的卫星系统通信方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图星上处理和交换的卫星系统通信方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图普通关口站功能模块图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图哂行巧洗砗托巧辖换坏奈佬悄?椤图信关控制子系统分布示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图羌洳ㄊ谢患嗖獠呗粤鞒掏肌..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图卫星工作模式的状态转移图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图星上处理模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图悄诓ㄊ谢坏牧鞒獭图焦斓栏哺亲呃认嘟煌肌图衬谕馇谢皇疽馔肌图酵ɑ坝没苯尤胪晃佬恰图酵ɑ坝没Х直鸾尤氩煌佬恰耙舸涫毖蛹扑闶疽馔肌图斓赖腤亲缤仄耸疽馔肌图惩獾男悄诤托羌淝谢皇疽饬鞒獭图信关控制子系统网络域中的模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图信关控制子系统的节点域设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图星上路由包格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图两条用于向卫星申请信道的交互信息包格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图卫星通信系统的基本组成框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图畈钋榭鱿碌那谢磺榭觥图ㄊ崆忻嫫释肌图氐嗝嫱肌图芯霾问齟的示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图跏纪ɑ暗穆肪督ⅰ图甧里的转移图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..
模块的状态转移图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图监测功能使用到的两条消息包格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图切换失败概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图街址桨赶碌那谢豢O图图监测功能工作示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图佬墙诘隳诓磕P汀图诓孔刺R仆肌图巧辖换恢甘拘帕畎袷健图禾抡娉【叭病图星内星间切换时延比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图切换信令开销⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图星内和星间语音分组掉包率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图卫星接收交换指令的失败率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图语音传输时延⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图两种切换策略下切换总次数比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图两种切换策略下星间切换次数比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图禾街智谢徊呗韵虑谢皇О苈时冉稀图街址桨赶掠没У难⌒枪獭图目录
表目录表全球星系统频谱分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表卫星轨道参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
签名:兰阻嗍即年露签名:兰池导师签名:.参秘锣独创性声明论文使用授