低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)的快速終端切換策略與仿真技術(shù)研究.pdf

1、在通信技術(shù)多元化發(fā)展的今天，衛(wèi)星通信作為一種重要的通信方式，正發(fā)揮著越來越大的作用。LEO以較小時(shí)延和地面移動(dòng)終端低功耗等優(yōu)點(diǎn)，正成為未來衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的終端大多是慢速終端。所謂慢速，是指移動(dòng)速度在幾十km每小時(shí)以下，如手持終端、車載終端等。但是，隨著科技的發(fā)展，全球化趨勢的加強(qiáng)以及一些特殊行業(yè)的需求，勢必需要進(jìn)行長距離的通信，這時(shí)就需要速度非?？?時(shí)速上千km)的移動(dòng)終端來服務(wù)，例如航空業(yè)中洲際

2、間的飛機(jī)、航天中的宇宙飛船、軍事上的飛機(jī)、導(dǎo)彈等等。對于這些飛行高度高，飛行速度快的終端，采用覆蓋范圍廣的LEO星座是一種很好的方法。為了與這些快速終端通信，及時(shí)掌握其狀況以及向其發(fā)送控制指令，要求通信的時(shí)間最長，無法通信的時(shí)間最短，通信時(shí)延最短。這里的時(shí)延既包括從終端發(fā)送狀態(tài)信息到控制臺的時(shí)延，也包括從控制臺發(fā)送控制指令到終端的時(shí)延。終端在各衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)快速移動(dòng)，從一個(gè)覆蓋區(qū)切換到另一個(gè)覆蓋區(qū)。當(dāng)同時(shí)有多顆衛(wèi)星同時(shí)覆蓋終端時(shí)，終端選擇

3、其中哪一顆來建立連接就直接關(guān)系到上述的各種性能。 第一章為緒論，簡單闡述衛(wèi)星通信的發(fā)展概況、前景、意義、趨勢及LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)特點(diǎn)。然后介紹了本文研究的內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)及全文結(jié)構(gòu)安排等。 第二章研究了低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)(LEO)中兩種支持快速終端的切換算法，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu)，以全球星系統(tǒng)(GLOBALSTAR)和銥系統(tǒng)(IRIDIUM)為例，通過仿真，分別對“最長覆蓋時(shí)間優(yōu)先”和“最短路徑優(yōu)先”兩種算法下快速終端的切

4、換時(shí)延情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和比較，得到了有一定參考價(jià)值的結(jié)果。 第三章研究LEO系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)信道預(yù)留策略，針對普通終端和特殊終端，在非均勻的業(yè)務(wù)分布情況下，提出一種帶優(yōu)先級的信道預(yù)留策略。通過理論分析和仿真結(jié)果表明，該策略提高了特殊用戶的切換性能。 第四章研究了衛(wèi)星通信中的多波束天線的仿真建模問題，對比了兩種不同排列的多波束天線對于系統(tǒng)切換性能的影響，同時(shí)給出了在OPNET中對多波束天線的建模方法以及相關(guān)的無線管道建模方法。