基于SDN的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡(luò)及其性能仿真.pdf

1、衛(wèi)星通信具有覆蓋面大、地理?xiàng)l件限制小、通信帶寬寬、機(jī)動(dòng)靈活和對(duì)通信距離不敏感等優(yōu)勢(shì)，在民用和軍事通信中得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在發(fā)生重大災(zāi)難性事件的情況下，其優(yōu)勢(shì)就更加突出。地面LTE網(wǎng)絡(luò)已廣泛商用，將地面移動(dòng)通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信系統(tǒng)相融合，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)真正的無縫覆蓋一直是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本高、靈活性較差，軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN(Software Defined Network)技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能分離，使網(wǎng)

2、絡(luò)交換設(shè)備轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)發(fā)部件，將SDN技術(shù)運(yùn)用到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可提高其靈活性和易擴(kuò)展性，使網(wǎng)絡(luò)部件得到充分利用，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變得更加簡(jiǎn)明清晰。
　　本文以國(guó)家863計(jì)劃“新一代星地融合寬帶通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試與仿真”項(xiàng)目為依托，將SDN技術(shù)運(yùn)用到星地融合網(wǎng)絡(luò)中，并采用NS-3仿真工具對(duì)基于SDN的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較為全面的仿真研究。
　　首先，本文介紹星地融合網(wǎng)絡(luò)和LTE系統(tǒng)架構(gòu)及協(xié)議棧，簡(jiǎn)述SDN及其關(guān)鍵技術(shù)，并簡(jiǎn)單介紹本文要使用的網(wǎng)絡(luò)仿

3、真工具NS-3;其次，將SDN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離的思想引入到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，提出基于SDN的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);然后，使用NS-3網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對(duì)所提融合網(wǎng)絡(luò)模型完成仿真搭建，并通過設(shè)置不同仿真場(chǎng)景以評(píng)估所構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)性能。本文的主要工作為:
　　(1)針對(duì)傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)存在諸如建設(shè)成本高、設(shè)備利用率低以及后期運(yùn)行維護(hù)不便等弊端，在借鑒國(guó)內(nèi)外星地融合研究成果的基礎(chǔ)上，將SDN技術(shù)運(yùn)用到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以提高其靈活性和易擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)了基于SD

4、N的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其協(xié)議棧，詳細(xì)描述用戶間數(shù)據(jù)流通信過程。
　　(2)已有的NS-3系統(tǒng)沒有衛(wèi)星部分，為此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的衛(wèi)星鏈路模型，實(shí)現(xiàn)與SDN中OpenFlow模塊相關(guān)聯(lián)的外部OFSID(OpenFlow Software Implementation Distribution)類庫;重點(diǎn)用C++編程實(shí)現(xiàn)基于NS-3系統(tǒng)的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的仿真平臺(tái)，設(shè)置仿真場(chǎng)景中的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜托l(wèi)星鏈路參數(shù)，評(píng)估所提融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)性能。