本文關鍵詞：基于網(wǎng)絡編碼的多波束衛(wèi)星系統(tǒng)容量優(yōu)化方法研究

  更多相關文章： 多波束衛(wèi)星 系統(tǒng)容量 隨機線性網(wǎng)絡編碼

【摘要】：衛(wèi)星網(wǎng)絡作為我國天地一體化信息戰(zhàn)略中的一個重要環(huán)節(jié),一直是科研領域中的熱門方向。由于衛(wèi)星通信自身功率和帶寬受限的特點,衛(wèi)星網(wǎng)絡的系統(tǒng)容量問題一直都是研究難點所在。要想發(fā)揮衛(wèi)星網(wǎng)絡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)絡編碼這一千年之際出現(xiàn)的新的網(wǎng)絡傳輸思想的基礎上,首先將其引入到多波束的衛(wèi)星系統(tǒng)中。網(wǎng)絡編碼使用編碼的方式對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行編碼處理,其最顯著的特點就是可以提高傳輸?shù)男�。由于衛(wèi)星通信領域中與網(wǎng)絡編碼相結合的研究在國內(nèi)尚處于初期階段,本文的研究對象未能選擇整個衛(wèi)星通信網(wǎng)絡系統(tǒng)而是將研究集中在單個多波束衛(wèi)星的多播場景。本文對于此場景的容量優(yōu)化問題做了深入的研究。本文首先簡單的介紹了網(wǎng)絡編碼這一新興概念,為后續(xù)的研究打下理論基礎。然后將多波束衛(wèi)星的多播場景抽象出來,建立了與實際較為接近的網(wǎng)絡系統(tǒng)模型。由于隨機線性網(wǎng)絡編碼工作在網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路層,它的直接操作對象是網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。因此本文在系統(tǒng)模型的基礎上給出了物理層SINR轉換到網(wǎng)絡丟包率的方法,并提出了與系統(tǒng)模型相吻合的包傳輸模型。接下來本文在參考了結合網(wǎng)絡編碼的傳輸策略的基礎上,推導給出了上述模型下的結合網(wǎng)絡編碼傳輸策略的容量表達式,并列出了容量優(yōu)化問題的經(jīng)典解法。由于多波束場景中用戶量大這一實際問題,指出了使用傳統(tǒng)解法的困難之處。本文提出了運用隨機化思想的求解算法并給出了仿真實驗結果,驗證了該算法的正確性與適用性。在此基礎上,本文又提出了基于隨機ACK反饋機制的傳輸策略,對傳統(tǒng)策略進行了改進,提高了整個系統(tǒng)的傳輸性能。最后考慮到衛(wèi)星信道的時變特性,必須尋找結合網(wǎng)絡編碼的自適應傳輸策略。本文借鑒了一階AR衛(wèi)星衰落信道模型在此基礎上給出了包傳輸模型。同時,給出了在新的系統(tǒng)模型與傳輸模型下的系統(tǒng)容量分析表達式,并指出了其中優(yōu)化的難點所在。然后本文在參考了一般對此問題的優(yōu)化算法的基礎上提出了基于最小時延的自適應優(yōu)化算法,仿真表明本文提出的算法較一般的優(yōu)化算法存在8%左右的系統(tǒng)容量增益。
【關鍵詞】：多波束衛(wèi)星 系統(tǒng)容量 隨機線性網(wǎng)絡編碼
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景與研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)和研究現(xiàn)狀分析10-14
• 1.2.1 多波束衛(wèi)星網(wǎng)絡容量優(yōu)化方法研究分析10-12
• 1.2.2 網(wǎng)絡編碼研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 網(wǎng)絡編碼研究與多波束衛(wèi)星網(wǎng)絡模型15-25
• 2.1 網(wǎng)絡編碼簡介15-21
• 2.1.1 網(wǎng)絡編碼思想15-16
• 2.1.2 網(wǎng)絡編碼背景16-18
• 2.1.3 隨機線性網(wǎng)絡編碼18-21
• 2.2 多波束衛(wèi)星系統(tǒng)模型21-24
• 2.2.1 系統(tǒng)模型21
• 2.2.2 傳輸模型21-24
• 2.3 本章小結24-25
• 第3章 網(wǎng)絡編碼策略下衛(wèi)星容量優(yōu)化算法研究25-40
• 3.1 網(wǎng)絡系統(tǒng)容量25-32
• 3.1.1 系統(tǒng)容量分析25-30
• 3.1.2 系統(tǒng)容量優(yōu)化問題30-32
• 3.2 多波束衛(wèi)星網(wǎng)絡容量優(yōu)化方法32-36
• 3.2.1 算法描述及分析32-33
• 3.2.2 仿真結果與分析33-36
• 3.3 基于隨機ACK反饋機制的網(wǎng)絡編碼策略36-39
• 3.3.1 算法描述及分析36-37
• 3.3.2 仿真結果與分析37-39
• 3.4 本章小結39-40
• 第4章 多波束衛(wèi)星自適應網(wǎng)絡編碼方案40-51
• 4.1 系統(tǒng)模型40-43
• 4.1.1 信道模型40-41
• 4.1.2 傳輸模型41-43
• 4.2 自適應網(wǎng)絡編碼方案43-49
• 4.2.1 自適應算法45-48
• 4.2.2 仿真結果與分析48-49
• 4.3 本章小結49-51
• 結論51-53
• 參考文獻53-58
• 致謝58

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉晗;;無線網(wǎng)絡中基于網(wǎng)絡編碼的多源間信息交換[J];計算機應用;2007年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周玉娟;基于動態(tài)功率優(yōu)化的Ka波段多波束衛(wèi)星通信系統(tǒng)抗雨衰方法的研究[D];吉林大學;2007年

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本文編號：977854