本文關鍵詞：衛(wèi)星通信中的資源管理跨層優(yōu)化研究

  更多相關文章： 衛(wèi)星通信 資源管理 跨層 動態(tài)帶寬分配 靈活載荷

【摘要】：衛(wèi)星通信特別適合由于鋪設成本過高而效益不足,地面骨干接入網無法覆蓋的偏遠地區(qū)。近年衛(wèi)星通信發(fā)展迅猛,頻譜資源逐漸消耗殆盡,進一步提升衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能,研究靈活載荷大功率、高頻譜利用率的衛(wèi)星資源管理技術成為衛(wèi)星通訊技術的一個重要的發(fā)展方向。論文在深入研究現(xiàn)有衛(wèi)星通信資源管理關鍵技術的基礎上,研究了基于跨層思想的資源管理體系,并對研究內容進行數(shù)學建模和仿真平臺的搭建,驗證算法對衛(wèi)星通信中資源管理的優(yōu)化。論文的主要研究工作有： 1.提出了一種考慮信道條件和業(yè)務優(yōu)先級的基于合作博弈動態(tài)帶寬分配(DBA)跨層效用模型,解決已有的跨層效用模型不能充分利用信道條件的問題。同時設計了一種合作博弈退出機制的DBA最優(yōu)化算法求解該模型問題,該算法利用合作博弈退出的機制逐漸去除求解范圍約束,采用非整數(shù)規(guī)劃與貪婪算法相結合的算法解決了快速求解整數(shù)規(guī)劃的問題,并理論證明了該算法的正確性。仿真研究了基于合作博弈DBA跨層效用模型的DVB-RCS系統(tǒng)的吞吐量、系統(tǒng)效用和公平性,并與采用傳統(tǒng)跨層DBA模型、Max-Min模型的系統(tǒng)進行了對比。研究結果表明該模型在兼顧DVB-RCS衛(wèi)星系統(tǒng)中用戶的公平性的同時提升了衛(wèi)星通信網絡的吞吐量和系統(tǒng)效用。該最優(yōu)化算法能夠加快資源分配算法的收斂過程,并且可推廣到其他非線性整數(shù)規(guī)劃的最優(yōu)化算法中。 2.提出了一種考慮用戶業(yè)務類型的MF-TDMA跨層接入技術,保障多個用戶、多業(yè)務接入的靈活性,提高衛(wèi)星系統(tǒng)時頻資源的利用率。在業(yè)務接入階段,針對每個連接的應用層Qos請求接入不同的頻點信道,使得時頻資源得到充分的利用,MF-TDMA跨層接入技術從時頻資源的分配位置來研究用戶接入頻點。仿真研究了不同可用時頻資源數(shù)量下MF-TDMA跨層接入算法和傳統(tǒng)BEST-FIT算法的效用值,研究結果表明,MF-TDMA跨層接入技術比傳統(tǒng)BEST-FIT算法能更合理的按著業(yè)務優(yōu)先級對用戶進行接入管理,改善了系統(tǒng)整體效用。 3.提出了一種考慮MAC層和鏈路層信息從而進行物理層的功率控制的跨層設計,能更有效的利用有限的星上載荷資源,為用戶提供更大的吞吐量；并提出了基于檢測發(fā)送載波而對饋源進行補償?shù)姆桨?實時檢測衛(wèi)星功率行波管放大器(TWTA)運行狀態(tài),可以有效修正由于TWTA非線性或者出現(xiàn)老化等因素對波束信號造成的幅值和相位的影響,保障發(fā)送載波的幅值和相位處于理想狀態(tài)。
【關鍵詞】：衛(wèi)星通信 資源管理 跨層 動態(tài)帶寬分配 靈活載荷
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究意義10-12
• 1.2 衛(wèi)星通信中的跨層資源管理研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 跨層帶寬分配資源管理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)MF-TDMA接入管理研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 靈活載荷研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要研究工作和組織結構16-18
• 第二章 基于合作博弈帶寬分配跨層設計18-41
• 2.1 衛(wèi)星帶寬分配算法18-22
• 2.1.1 衛(wèi)星帶寬資源管理模型19-20
• 2.1.2 衛(wèi)星帶寬分配目標20-22
• 2.2 基于合作博弈帶寬分配跨層設計建模22-24
• 2.3 基于合作博弈跨層帶寬分配模型的高效算法24-32
• 2.3.1 算法推導過程24-29
• 2.3.2 基于合作博弈退出機制跨層DBA最優(yōu)化算法流程29-31
• 2.3.3 算法復雜度分析31-32
• 2.4 仿真分析32-40
• 2.4.1 仿真場景32-34
• 2.4.2 仿真結果34-35
• 2.4.3 帶寬資源對算法的影響35-39
• 2.4.4 分配速率分析39-40
• 2.5 本章小結40-41
• 第三章 基于跨層思想的MF-TDMA接入算法41-52
• 3.1 MF-TDMA星上接入算法約束條件41-42
• 3.2 基于跨層思想的MF-TDMA接入算法42-46
• 3.2.1 傳統(tǒng)MF-TD-接入算法42
• 3.2.2 跨層MF-TDMA接入算法思想42-43
• 3.2.3 跨層MF-TDMA接入最優(yōu)化建模43
• 3.2.4 跨層MF-TD-接入算法流程43-46
• 3.3 仿真與結果分析46-51
• 3.3.1 仿真場景46-47
• 3.3.2 仿真GUI平臺實現(xiàn)與算法分析47-51
• 3.4 本章小結51-52
• 第四章 基于跨層的靈活載荷技術52-69
• 4.1 靈活載荷基本原理52-53
• 4.1.1 靈活載荷概念52-53
• 4.1.2 靈活載荷設計目標53
• 4.2 基于跨層優(yōu)化靈活載荷建模53-63
• 4.2.1 衛(wèi)星靈活載荷相關硬件數(shù)學特性54-56
• 4.2.2 跨層衛(wèi)星靈活載荷系統(tǒng)設計56-63
• 4.3 仿真分析63-68
• 4.3.1 仿真場景63-64
• 4.3.2 仿真結果64-65
• 4.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性65-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第五章 總結與展望69-72
• 5.1 總結69-70
• 5.2 展望70-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄76

【參考文獻】

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本文編號：1126618