【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)作為信息革命的成果已經(jīng)越來(lái)越貼近每個(gè)人的生活,面對(duì)位置特殊、基礎(chǔ)設(shè)施不完善的偏遠(yuǎn)地區(qū),特別是大型工廠對(duì)物聯(lián)網(wǎng)終端部署的強(qiáng)烈需求。低軌衛(wèi)星作為實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的唯一手段與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合為該需求提供了新的解決方案。“低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)”作為一個(gè)新穎的概念,從體系架構(gòu)的提出到商業(yè)化落地都將面臨著巨大的考驗(yàn)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的部署運(yùn)營(yíng)往往需要依靠業(yè)務(wù)支持。論文首先描述低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的背景及發(fā)展?fàn)顩r,深入了解窄帶物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)及衛(wèi)星通信基本知識(shí),為低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。目前并沒(méi)有低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流程的相關(guān)研究,因此本文結(jié)合窄帶物聯(lián)網(wǎng)的總體流程提出針對(duì)于低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的業(yè)務(wù)流程,為以后網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的部署實(shí)施提供參考價(jià)值。主要研究的業(yè)務(wù)流程有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸流程以及安全認(rèn)證流程。針對(duì)窄帶物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)流程在衛(wèi)星環(huán)境下的不適應(yīng)性進(jìn)行流程的改進(jìn)。本文提出了分段式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸流程,將終端與衛(wèi)星之間的傳輸與信號(hào)下發(fā)至信關(guān)站再進(jìn)入核心網(wǎng)分為兩段。第一段進(jìn)行簡(jiǎn)單傳輸,減少因連接斷開(kāi)造成上下文存儲(chǔ)過(guò)大的問(wèn)題,第二段在信關(guān)站中建立數(shù)據(jù)處理網(wǎng)關(guān)模擬終端與基站之間交互,為了與地面核心網(wǎng)進(jìn)行融合。通過(guò)仿真驗(yàn)證了在衛(wèi)星環(huán)境下改進(jìn)后的流程比窄帶物聯(lián)網(wǎng)流程在吞吐量、丟包率及傳輸時(shí)延上性能的提高。針對(duì)傳統(tǒng)認(rèn)證方式在海量物聯(lián)網(wǎng)連接時(shí)衛(wèi)星面臨的巨大壓力,結(jié)合衛(wèi)星數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的原理,本文提出適用于低軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證策略。根據(jù)不同用戶(hù)群采用不同的認(rèn)證策略,海量普通群終端采用以組為單位廣播認(rèn)證的方式,部分對(duì)安全性有要求但實(shí)時(shí)性要求不高的中級(jí)用戶(hù)群采用一對(duì)一認(rèn)證方式,面對(duì)軍工等保密性特別強(qiáng)的高級(jí)用戶(hù)群終端采用衛(wèi)星直接認(rèn)證的方式。輕量級(jí)的認(rèn)證策略既可保證安全性又提高了認(rèn)證效率。通過(guò)廣播授權(quán)帶寬估算以及容量分析評(píng)估廣播認(rèn)證的可行性。
【圖文】：

表 3.2 NB-IoT 仿真參數(shù)仿真參數(shù) UE eNodeB發(fā)射功率 23dbm 43dbm天線(xiàn)增益 0dBi 15dBi天線(xiàn)波束角度 360° 37°發(fā)送數(shù)據(jù)包大小 1024bytes 1024bytes發(fā)送數(shù)據(jù)包間隔 50ms 50ms數(shù)量 50 1UE 與 eNodeB 距離 780km-2000km仿真時(shí)間 3s考慮到在物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送功率在 23dBm 時(shí)，并不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，所以首先在距離 1km到 100km 之間做了仿真研究，得到吞吐量、誤碼率以及系統(tǒng)傳輸時(shí)延的仿真曲線(xiàn)，如圖 3.2所示。

表 3.2 NB-IoT 仿真參數(shù)仿真參數(shù) UE eNodeB發(fā)射功率 23dbm 43dbm天線(xiàn)增益 0dBi 15dBi天線(xiàn)波束角度 360° 37°發(fā)送數(shù)據(jù)包大小 1024bytes 1024bytes發(fā)送數(shù)據(jù)包間隔 50ms 50ms數(shù)量 50 1UE 與 eNodeB 距離 780km-2000km仿真時(shí)間 3s考慮到在物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送功率在 23dBm 時(shí)，并不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，所以首先在距離 1km到 100km 之間做了仿真研究，得到吞吐量、誤碼率以及系統(tǒng)傳輸時(shí)延的仿真曲線(xiàn)，，如圖 3.2所示。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.44;TN929.5

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本文編號(hào)：2618170