LEO系統(tǒng)呼叫處理波束定位算法研究.pdf

1、衛(wèi)星通信是現(xiàn)代空間技術(shù)中一項很重要的分支，利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器作中繼而實(shí)現(xiàn)移動終端之間的無線通信，其中低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)以其全球覆蓋、低的傳輸時延、低功耗、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)而具有廣闊的發(fā)展前景，是未來個人通信系統(tǒng)的重要組成部分。 現(xiàn)代美軍的軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)可分為三大類：寬帶系統(tǒng)(Wideband)、受保護(hù)系統(tǒng)(Protected)和窄帶系統(tǒng)(Narrowband)。寬帶系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)通信容量，受保護(hù)系統(tǒng)著重于抗干擾特性、隱蔽特性和核武器抗毀性，

2、窄帶系統(tǒng)則著重于支持移動的或其它處于不利條件(指受限的終端性能、天線尺寸和環(huán)境等)的、需要語音或低速率數(shù)據(jù)通信的用戶?！般灐毕到y(tǒng)和“全球星”系統(tǒng)支持話音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，在實(shí)際運(yùn)行，屬于窄帶通信系統(tǒng)，且在軍事通信中起到了非常重要的作用。 本文基于窄帶LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在呼叫管理16點(diǎn)波束定位算法中引入了球面三角(Spherical Triangle)的進(jìn)行推導(dǎo)，導(dǎo)出一系列簡便的計算公式，縮短了單次尋呼時間，尋呼和切換的效率也有所提

3、升，并且通過對用戶位置精度的分析和隨機(jī)移動的預(yù)測，增加了波束定位算法的判斷準(zhǔn)確度。 本文包含呼叫管理16點(diǎn)波束定位算法，算法的驗證及影響因子，算法在切換中的應(yīng)用，主要分為三個專題在二、三、四章中詳細(xì)闡述。 第一章為緒論，介紹了衛(wèi)星通信的意義和發(fā)展概況，衛(wèi)星通信的特點(diǎn)，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的分類，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的具體組成和網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，LEO系統(tǒng)的位置管理的體系結(jié)構(gòu)，然后是本論文的工作，最后是全文結(jié)構(gòu)安排。 第二章在地面移動

4、通信系統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)改進(jìn)了用戶服務(wù)衛(wèi)星及波束的確定方案，是應(yīng)用球面三角幾何關(guān)系進(jìn)行計算的，在選出了服務(wù)衛(wèi)星以后，應(yīng)用球面三角計算出覆蓋用戶的波束，并且通過STK和OPNET上建立的仿真場景對策略進(jìn)行了驗證，比較了直角坐標(biāo)系下和應(yīng)用球面三角以后算法的運(yùn)行效率，最后比較了廣播尋呼，波束定位算法改進(jìn)的一次尋呼以及兩次尋呼的平均尋呼代價，得到的結(jié)論是波束定位算法確實(shí)能夠比廣播尋呼大大減少尋呼代價。 第三章分析

5、了呼叫處理波束定位方案中兩個因素對波束定位判斷的影響：用戶自主定位的精度以及用戶在動態(tài)更新范圍內(nèi)的移動。選擇24星座研究其對地面的覆蓋情況并選擇了兩個樣本點(diǎn)進(jìn)行精度范圍覆蓋率的統(tǒng)計，確定了可實(shí)現(xiàn)的最佳用戶自主定位精度范圍，引入了基于動態(tài)距離位置更新的用戶移動模型，該模型能夠有效的模擬實(shí)際用戶的移動和停留情況，計算出用戶移動距離的概率及平均移動距離，對用戶最后一次位置更新以后到下一次呼叫到達(dá)的時間間隔內(nèi)的隨機(jī)移動進(jìn)行了預(yù)測。 第四