基于跨層的寬帶多媒體衛(wèi)星呼叫接入控制算法研究.pdf

1、在未來空天地一體化信息網(wǎng)絡融合的發(fā)展趨勢下，衛(wèi)星網(wǎng)絡作為這一體系的重要組成和銜接部分將逐漸受到重視和青睞，而國內(nèi)外關于衛(wèi)星網(wǎng)絡的研究還不成熟，很多關鍵技術和核心問題的解決還處于起步階段。寬帶多媒體衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)對地面網(wǎng)絡覆蓋范圍的拓展，實現(xiàn)全球、應急以及軍事等特殊環(huán)境下的通信優(yōu)勢越來越明顯。隨著多媒體應用被引入到無線和衛(wèi)星網(wǎng)絡，同時，無線及衛(wèi)星網(wǎng)絡的信道特性并不理想，傳統(tǒng)的呼叫接入控制對于衛(wèi)星環(huán)境來說有了局限性，從而，如何實現(xiàn)既能保證多媒

2、體業(yè)務的服務質(zhì)量、又能適應多變的衛(wèi)星環(huán)境成為整個衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能設計的核心問題。
　　針對衛(wèi)星網(wǎng)絡鏈路傳輸?shù)拈L延時性、業(yè)務服務質(zhì)量的不同要求、衛(wèi)星信道時刻變化及有限的系統(tǒng)資源等特點，本文通過對系統(tǒng)阻塞率、掉線率、信元丟失率等 QoS參數(shù)的分析，研究了寬帶多媒體衛(wèi)星呼叫接入控制設計過程中的幾個相關問題：
　　第一，基于隊列緩存的動態(tài)信道分配策略。首先，根據(jù) GEO衛(wèi)星長時延及多媒體業(yè)務優(yōu)先級高低不同的特性，結(jié)合歷史上出現(xiàn)過的呼

3、叫接入控制策略，根據(jù)寬帶多媒體衛(wèi)星ATM體制及上行采用MF-TDMA方式的時頻資源，提出適用于寬帶多媒體衛(wèi)星的動態(tài)信道分配策略。
　　第二，基于跨層的帶寬分配算法設計。首先，由于時變的信道狀態(tài)、業(yè)務的嚴格服務質(zhì)量要求，進行帶寬分配算法的研究。然后，利用不相鄰的各層之間的交互信息，對系統(tǒng)性能進行全面考慮。最后，根據(jù)愛爾蘭公式得到的阻塞率及信元丟失率公式，通過優(yōu)化代價函數(shù)，進而對各個業(yè)務站進行合理的帶寬分配。
　　第三，基于跨層

4、的呼叫接入控制算法設計。首先，利用基于隊列緩存的動態(tài)信道分配策略，保證業(yè)務阻塞率的前提下，降低業(yè)務掉線率，提高資源利用率。然后，結(jié)合物理層、應用層、數(shù)據(jù)鏈路層的聯(lián)合信息，并根據(jù)信元丟失率的公式構(gòu)建代價函數(shù)，通過優(yōu)化代價函數(shù)，求得最小值，來確定系統(tǒng)帶寬在各業(yè)務站之間的分配，以達到阻塞率在門限之下的條件下，以代價函數(shù)求得的帶寬分配，來獲得最小的信元丟失率，使系統(tǒng)具有動態(tài)適應性。
　　本文通過對寬帶多媒體衛(wèi)星系統(tǒng)特性分析與業(yè)務模型的設計