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.pdf

1、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

2、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SI

3、NR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)