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《电子科技大学》 2008年
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宽带卫星IP通信网络中的可靠传输技术研究

许辉  
【摘要】: 在卫星通信中,宽带卫星通信的主要目标是为多媒体和高数据速率的Internet应用提供一种无所不在的通信方式。对于时延要求低以及具有广播/组播性质的高速数据业务(如大容量数据传输、多媒体广播、因特网宽带接入、卫星远程应用、多媒体双向互动等业务)来说,卫星具有极大的优越性。宽带卫星网络也称下一代卫星通信网络。宽带卫星通信网具有地面覆盖面广、承载业务种类多、可快速部署、带宽利用率较高、星上交换快捷、可提供一体化网络等特点,能满足不同用户的业务需求。发展宽带卫星系统已成为当前通信的新热点之一。 Internet是当今发展最快的业务,各种网络技术都在向提供高质量IP(InternetProtocol)业务的方向发展,在大范围覆盖和长距离传输方面具有优势的卫星通信与IP技术的结合无疑是通信发展的一个重要方向。 TCP(Transport Control Protocol)是Internet上应用的传输协议,它是为地面有线网络设计的,用于卫星信道时会出现长时延、较高的差错率、上/下行信道非对称等很多问题,需加以解决才能顺利工作。 卫星网络固有的信道广播特性使得它很适合实现组播服务。随着在Internet上支持多媒体业务的发展,在LEO(LOW Earth Orbit)网络中需要提供服务质量(QoS-Qualityof Service)保证。组播传输和QoS路由是卫星网络可靠传输的关键技术。 星间链路是卫星间的双向通信通路,采用星间链路可降低系统地面段的成本,又提高了空间段的灵活性。编队飞行中星间链路的设计是非常关键的,它直接影响整个系统的性能。编队飞行要实现可靠的数据传输,底层协议方案是核心。 本文研究了宽带卫星IP通信网络的可靠传输技术,内容涵盖了传输层TCP拥塞控制策略,可靠组播传输技术和网络层QoS路由算法设计,物理层/链路层可靠数据传输方案设计等,取得了以下研究成果: 1.提出了两种宽带卫星TCP解决方案:基于优先级的TCP和卫星智能TCP拥塞控制策略。仿真结果显示:在卫星IP网络中,可以使系统吞吐率性能得到显著提高,在混合网络连接环境中,它们对资源具有较好的公平共享性。 2.提出一种基于Agent的宽带卫星网络可靠组播传输协议。该协议利用接收端Agent来实现卫星组播传输,采用分组级FEC和本地差错恢复纠正传播中的非相关错误和相关错误,利用优先级分组实现拥塞控制。解决了卫星网络中可靠组播传输的一些关键问题,同时具有较好的可扩展性。 3.提出了一种LEO卫星网络分布式组播路由算法,仿真结果表明该算法具有较短的端到端时延,生成的组播树长度较短,并维持较低的网络开销。 4.提出了一种基于启发式蚂蚁算法的LEO卫星网络分布式QoS路由策略,提出了新的信道预留方案,在保证公平的前提下,实现切换优先。仿真结果显示该算法具有较低的呼叫阻塞概率,在网络负载较高时产生较低的开销。 5.提出了用超宽带(UWB-Ultra WideBand)实现编队飞行可靠数据传输方案,给出了系统链路预算和星间定位方法,分析了一种采用MB(MultiBand)-UWB的星间链路方案的系统吞吐率。结果表明该方案具有可行性和较好的性能。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN927.2

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【引证文献】
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