本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多波束衛(wèi)星系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化方法研究

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【摘要】：衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)作為我國(guó)天地一體化信息戰(zhàn)略中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),一直是科研領(lǐng)域中的熱門(mén)方向。由于衛(wèi)星通信自身功率和帶寬受限的特點(diǎn),衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量問(wèn)題一直都是研究難點(diǎn)所在。要想發(fā)揮衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在信息傳輸中的重要作用就必須盡可能的提高系統(tǒng)容量。本文在契合了網(wǎng)絡(luò)編碼這一千年之際出現(xiàn)的新的網(wǎng)絡(luò)傳輸思想的基礎(chǔ)上,首先將其引入到多波束的衛(wèi)星系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)編碼使用編碼的方式對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進(jìn)行編碼處理,其最顯著的特點(diǎn)就是可以提高傳輸?shù)男�。由于衛(wèi)星通信領(lǐng)域中與網(wǎng)絡(luò)編碼相結(jié)合的研究在國(guó)內(nèi)尚處于初期階段,本文的研究對(duì)象未能選擇整個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而是將研究集中在單個(gè)多波束衛(wèi)星的多播場(chǎng)景。本文對(duì)于此場(chǎng)景的容量?jī)?yōu)化問(wèn)題做了深入的研究。本文首先簡(jiǎn)單的介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼這一新興概念,為后續(xù)的研究打下理論基礎(chǔ)。然后將多波束衛(wèi)星的多播場(chǎng)景抽象出來(lái),建立了與實(shí)際較為接近的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型。由于隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼工作在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層,它的直接操作對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。因此本文在系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上給出了物理層SINR轉(zhuǎn)換到網(wǎng)絡(luò)丟包率的方法,并提出了與系統(tǒng)模型相吻合的包傳輸模型。接下來(lái)本文在參考了結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的傳輸策略的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)給出了上述模型下的結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸策略的容量表達(dá)式,并列出了容量?jī)?yōu)化問(wèn)題的經(jīng)典解法。由于多波束場(chǎng)景中用戶量大這一實(shí)際問(wèn)題,指出了使用傳統(tǒng)解法的困難之處。本文提出了運(yùn)用隨機(jī)化思想的求解算法并給出了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了該算法的正確性與適用性。在此基礎(chǔ)上,本文又提出了基于隨機(jī)ACK反饋機(jī)制的傳輸策略,對(duì)傳統(tǒng)策略進(jìn)行了改進(jìn),提高了整個(gè)系統(tǒng)的傳輸性能。最后考慮到衛(wèi)星信道的時(shí)變特性,必須尋找結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的自適應(yīng)傳輸策略。本文借鑒了一階AR衛(wèi)星衰落信道模型在此基礎(chǔ)上給出了包傳輸模型。同時(shí),給出了在新的系統(tǒng)模型與傳輸模型下的系統(tǒng)容量分析表達(dá)式,并指出了其中優(yōu)化的難點(diǎn)所在。然后本文在參考了一般對(duì)此問(wèn)題的優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上提出了基于最小時(shí)延的自適應(yīng)優(yōu)化算法,仿真表明本文提出的算法較一般的優(yōu)化算法存在8%左右的系統(tǒng)容量增益。
【關(guān)鍵詞】：多波束衛(wèi)星 系統(tǒng)容量 隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景與研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究現(xiàn)狀分析10-14
• 1.2.1 多波束衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化方法研究分析10-12
• 1.2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 網(wǎng)絡(luò)編碼研究與多波束衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)模型15-25
• 2.1 網(wǎng)絡(luò)編碼簡(jiǎn)介15-21
• 2.1.1 網(wǎng)絡(luò)編碼思想15-16
• 2.1.2 網(wǎng)絡(luò)編碼背景16-18
• 2.1.3 隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼18-21
• 2.2 多波束衛(wèi)星系統(tǒng)模型21-24
• 2.2.1 系統(tǒng)模型21
• 2.2.2 傳輸模型21-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 網(wǎng)絡(luò)編碼策略下衛(wèi)星容量?jī)?yōu)化算法研究25-40
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量25-32
• 3.1.1 系統(tǒng)容量分析25-30
• 3.1.2 系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化問(wèn)題30-32
• 3.2 多波束衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)容量?jī)?yōu)化方法32-36
• 3.2.1 算法描述及分析32-33
• 3.2.2 仿真結(jié)果與分析33-36
• 3.3 基于隨機(jī)ACK反饋機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)編碼策略36-39
• 3.3.1 算法描述及分析36-37
• 3.3.2 仿真結(jié)果與分析37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 多波束衛(wèi)星自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼方案40-51
• 4.1 系統(tǒng)模型40-43
• 4.1.1 信道模型40-41
• 4.1.2 傳輸模型41-43
• 4.2 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼方案43-49
• 4.2.1 自適應(yīng)算法45-48
• 4.2.2 仿真結(jié)果與分析48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 結(jié)論51-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 致謝58

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉晗;;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多源間信息交換[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2007年01期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周玉娟;基于動(dòng)態(tài)功率優(yōu)化的Ka波段多波束衛(wèi)星通信系統(tǒng)抗雨衰方法的研究[D];吉林大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：977854