【摘要】：近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展,應(yīng)用場景涵蓋了社會生活的方方面面。然而,諸如環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)場景中,陸地移動通信基站難以在一些人口密度小而地域遼闊的地區(qū),以及海洋、森林、高山等區(qū)域搭建,通常無法為這些地區(qū)提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。衛(wèi)星通信技術(shù)也在不斷發(fā)展,衛(wèi)星鏈路容量有所提升且低軌衛(wèi)星星座設(shè)計研究已有一些成果。因此,使用低軌衛(wèi)星組網(wǎng)代替地面基站服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)終端將是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢之一。然而,衛(wèi)星通信和地面移動通信在鏈路狀況、通信距離等方面都不盡相同,并且物聯(lián)網(wǎng)與地面移動通信的業(yè)務(wù)類型也存在差異。因此,地面移動蜂窩通信協(xié)議不能很好地適應(yīng)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的通信場景,設(shè)計一套符合衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)場景的通信協(xié)議顯得尤為重要。在衛(wèi)星通信中可以使用Aloha方式進(jìn)行接入,但Aloha的吞吐量性能較差,所以選取合適的MAC層接入算法是當(dāng)前亟需解決的問題。本論文首先介紹了衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)以及研究現(xiàn)狀,總結(jié)并闡述了衛(wèi)星通信與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、MAC層及相關(guān)協(xié)議層的設(shè)計與功能、MAC層接入算法等技術(shù)。針對現(xiàn)有MAC層接入算法中隨著負(fù)載增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降的問題,本論文根據(jù)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的場景特點,提出了一種基于終端發(fā)送概率的分布式競爭接入方法。方法根據(jù)接入星的廣播信息得出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況,進(jìn)而使用遺傳算法計算出每個終端在當(dāng)前負(fù)載下的發(fā)送概率,每個終端獨立地依據(jù)計算出的發(fā)送概率發(fā)送數(shù)據(jù),從而有效地改善網(wǎng)絡(luò)吞吐量和丟包率等性能。其次,本論文針對終端側(cè)MAC層協(xié)議設(shè)計了具體的協(xié)議模塊并搭建了軟件平臺,用以驗證協(xié)議的可能性,在軟件平臺中進(jìn)行了軟件架構(gòu)、隨機(jī)接入模塊、信道映射模塊和信道復(fù)用模塊的設(shè)計和搭建。論文的仿真驗證表明基于終端發(fā)送概率的分布式接入方案可以有效改善網(wǎng)絡(luò)吞吐量,同時降低了系統(tǒng)的丟包率。終端側(cè)MAC層協(xié)議軟件平臺也可以驗證協(xié)議的可行性。
【圖文】：

接收廣播衛(wèi)星信號的終端等。移動終端可以在移動中與衛(wèi)星通信，例如衛(wèi)星電話逡逑終端。此外，固定終端和移動終端的使用頻率也有所不同。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示逡逑意圖如圖２－１所示。逡逑－Ｓ－逡逑中Ｗ中逡逑／通信衛(wèi)星邐通信衛(wèi)星丨逡逑／／邋＼逡逑煖球邋＼＼逡逑機(jī)載終端邐＼邋＼逡逑固定終端邐＼逡逑麝１幽邋怒逡逑佊終端Ａ邋輔終￥逡逑Ｑ邐信關(guān)站逡逑手持終端逡逑圖２－１衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖逡逑通信衛(wèi)星鏈路可由幾個基本參數(shù)確定，每個地面站都有上行（地面站到衛(wèi)星）逡逑和下行（衛(wèi)星到地面站）鏈路。星上接收上行鏈路信號，對信號進(jìn)行放大并有可逡逑能進(jìn)行處理，隨后以新的格式將該信號發(fā)送回地面的電子設(shè)備稱為轉(zhuǎn)發(fā)器。逡逑依據(jù)衛(wèi)星軌道高度，可以將衛(wèi)星分為低軌、中軌、高軌和高地球軌道衛(wèi)星。逡逑ＧＥＯ衛(wèi)星處于赤道面的圓軌道，與地球自轉(zhuǎn)運行速度相同，軌道高度為３６０００千逡逑米。ＧＥＯ衛(wèi)星的地面天線固定不變，不需追蹤衛(wèi)星。ＬＥＯ衛(wèi)星是比較常用的衛(wèi)逡逑星之一，距離地球的軌道高度約為１６０千米？２０００千米的圓軌道。ＬＥＯ衛(wèi)星的時逡逑延較小

接收廣播衛(wèi)星信號的終端等。移動終端可以在移動中與衛(wèi)星通信，例如衛(wèi)星電話逡逑終端。此外，，固定終端和移動終端的使用頻率也有所不同。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示逡逑意圖如圖２－１所示。逡逑－Ｓ－逡逑中Ｗ中逡逑／通信衛(wèi)星邐通信衛(wèi)星丨逡逑／／邋＼逡逑煖球邋＼＼逡逑機(jī)載終端邐＼邋＼逡逑固定終端邐＼逡逑麝１幽邋怒逡逑佊終端Ａ邋輔終￥逡逑Ｑ邐信關(guān)站逡逑手持終端逡逑圖２－１衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖逡逑通信衛(wèi)星鏈路可由幾個基本參數(shù)確定，每個地面站都有上行（地面站到衛(wèi)星）逡逑和下行（衛(wèi)星到地面站）鏈路。星上接收上行鏈路信號，對信號進(jìn)行放大并有可逡逑能進(jìn)行處理，隨后以新的格式將該信號發(fā)送回地面的電子設(shè)備稱為轉(zhuǎn)發(fā)器。逡逑依據(jù)衛(wèi)星軌道高度，可以將衛(wèi)星分為低軌、中軌、高軌和高地球軌道衛(wèi)星。逡逑ＧＥＯ衛(wèi)星處于赤道面的圓軌道，與地球自轉(zhuǎn)運行速度相同，軌道高度為３６０００千逡逑米。ＧＥＯ衛(wèi)星的地面天線固定不變，不需追蹤衛(wèi)星。ＬＥＯ衛(wèi)星是比較常用的衛(wèi)逡逑星之一，距離地球的軌道高度約為１６０千米？２０００千米的圓軌道。ＬＥＯ衛(wèi)星的時逡逑延較小
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.44;TN927.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李曉玲;;基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚的相關(guān)研究[J];農(nóng)家參謀;2019年14期

2 鄭昱;趙建萍;;物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼:立足頂層 兼容并蓄[J];中國自動識別技術(shù);2014年01期

3 鄭昱;;物聯(lián)網(wǎng):一個充滿活力的市場[J];中國自動識別技術(shù);2014年05期

4 侯遠(yuǎn)達(dá);王敏;焦明;胡建軍;;外軍物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對我軍軍交運輸領(lǐng)域的啟示[J];軍事交通學(xué)院學(xué)報;2013年11期

5 陳釗;曾凡平;陳國柱;張燕詠;李向陽;;物聯(lián)網(wǎng)安全測評技術(shù)綜述[J];信息安全學(xué)報;2019年03期

6 劉銘;柳青;董丙瑞;;論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J];南方農(nóng)機(jī);2017年03期

7 孫路;;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在土地工程中的應(yīng)用預(yù)想[J];綠色科技;2019年12期

8 ;國家物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示范基地——物聯(lián)網(wǎng)特色小鎮(zhèn)[J];杭州(我們);2015年12期

9 孫會勇;牛志國;;物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用研究[J];中國設(shè)備工程;2019年12期

10 李詠樂;;香港智慧圖書館管理模式和調(diào)查發(fā)展關(guān)鍵研究[J];蘭臺世界;2019年07期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張大鵬;張劉華;;建筑消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究初探[A];2016中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2016年

2 朱飛勇;;基于物聯(lián)網(wǎng)的消防安全工作實踐與思考[A];2016中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2016年

3 劉建國;畢曉華;;基于物聯(lián)網(wǎng)的災(zāi)害現(xiàn)場內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測及預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)[A];2016中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2016年

4 賈俊濤;;關(guān)于“智慧消防”建設(shè)的幾點思考[A];2016中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2016年

5 劉志勇;楊小華;李佩河;;門址數(shù)據(jù)應(yīng)如何迎接物聯(lián)網(wǎng)時代的到來[A];衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)2010[C];2010年

6 楊婷婷;李晶晶;李丹;;探究“互聯(lián)網(wǎng)+”時代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在沈陽智慧城市中的應(yīng)用[A];第十五屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2018年

7 拓潔;;試分析物聯(lián)網(wǎng)對會計的影響[A];探索科學(xué)2016年6月學(xué)術(shù)研討[C];2016年

8 黃冰倩;黃珊;張雅;;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧環(huán)保中的應(yīng)用[A];第六屆云南省科協(xié)學(xué)術(shù)年會暨紅河流域發(fā)展論壇論文集——專題二：滇南中心智慧城市建設(shè)[C];2016年

9 ;城市公共管理物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺助力城市精細(xì)化管理[A];2017年中國照明論壇——半導(dǎo)體照明創(chuàng)新應(yīng)用與智慧照明發(fā)展論壇論文集[C];2017年

10 朱育紅;;感知農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧氣象信息[A];第34屆中國氣象學(xué)會年會 S12 提升氣象科技水平，保障農(nóng)業(yè)減災(zāi)增效論文集[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 平陽 通訊員 夏濱彬;桐鄉(xiāng)打造全國“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”發(fā)展先行地[N];嘉興日報;2016年

2 本報記者 李佳師;物聯(lián)網(wǎng)如何跳出“看起來很美”？[N];中國電子報;2016年

3 本報記者 趙晨;“開放物聯(lián)”從全局引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展[N];中國電子報;2016年

4 本報記者 李佳師;中國或因物聯(lián)網(wǎng)而領(lǐng)跑全球[N];中國電子報;2016年

5 本報記者 李佳師;物聯(lián)網(wǎng)是地產(chǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)型的有力推手[N];中國電子報;2016年

6 記者 崔曉利;構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng) 推廣新技術(shù)[N];安陽日報;2016年

7 ;《中國移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告(2016)》發(fā)布 移動互聯(lián)網(wǎng)將向智慧物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展[N];中國電子報;2016年

8 柯文;MWCS2016：一場“連接”的盛宴[N];人民郵電;2016年

9 本報記者 徐勇;5G是愛情，基于現(xiàn)實基礎(chǔ)才更甜蜜[N];人民郵電;2016年

10 記者 劉巍巍;世界首個配電物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)格邊緣代理系統(tǒng)蘇州啟用[N];經(jīng)濟(jì)參考報;2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李繼蕊;移動物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下高可信性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模型及節(jié)能路由機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 李鵬緒;衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中多址接入技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

3 查選;物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全傳輸相關(guān)問題研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

4 劉素艷;物聯(lián)網(wǎng)實體相似性分析技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

5 程詠陽;事件驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)多流程建模與消息調(diào)度技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

6 陳博;物聯(lián)網(wǎng)運營商的客戶忠誠影響因素及作用機(jī)理研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

7 易靈芝;基于物聯(lián)網(wǎng)的鈾尾礦庫周邊環(huán)境放射性污染智能監(jiān)測方法與理論[D];南華大學(xué);2018年

8 余昌盛;窄帶物聯(lián)網(wǎng)和雙連接中資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2017年

9 王平泉;基于行為特征的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)生成與推薦關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

10 馮亮;基于物聯(lián)網(wǎng)的再制造物流系統(tǒng)協(xié)同管理研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王朝澤;基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)田智能灌溉系統(tǒng)研究和設(shè)計[D];天津理工大學(xué);2019年

2 張強(qiáng);基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)溫室智能監(jiān)測電氣系統(tǒng)[D];天津理工大學(xué);2019年

3 潘宋;基于LDA主題模型的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演化研究[D];鄭州大學(xué);2019年

4 金峰;基于微信小程序的家用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)[D];浙江大學(xué);2019年

5 趙思萌;基于物聯(lián)網(wǎng)的智能型人工氣候箱的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京農(nóng)學(xué)院;2019年

6 謝曉波;移動物聯(lián)網(wǎng)背景下醫(yī)院智能健康管理研究[D];武漢工程大學(xué);2017年

7 蔣昕杞;功能對等理論下的《物聯(lián)網(wǎng)前景分析-以中國為例》英譯中翻譯實踐報告[D];天津理工大學(xué);2019年

8 門里;中國鐵塔公司站址規(guī)劃與業(yè)務(wù)創(chuàng)新研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

9 文國茜;壓縮感知新模型及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

10 呂品;面向物聯(lián)網(wǎng)的安全發(fā)布訂閱系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2019年

本文編號：2631968