基于TDMA的无中心卫星通信系统资源动态控制策略研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:softzheng1
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随着我国“空天一体化”战略的不断推进,卫星通信的作用和地位不断被强化。传统的卫星通信系统通常采用有中心的管理调度方式,地球站入网、退网、业务申请、资源分配等都通过统一的中心站进行管理调度,这种方式可以最大化地利用卫星通信资源,但是这种典型的集中式管理体制也带了较大的风险,由于中心站负责承担系统的控制、调度和管理等功能,系统对其依赖性极强,导致中心站造价成本高昂、移动性差。在军事对抗环境下,作为系统中枢的中心站将成为敌方势力的重点打击目标,一旦中心站失效,依赖于此的整个卫星通信系统就会瘫痪。无中心卫星通信系统是典型的分布式系统,没有明显的中心站节点,系统成本低、抗毁性强,在军事通信、应急通信等场合有其现实价值。本文重点研究TDMA(Time Division Multiple Access:时分多址)体制的无中心卫星通信系统资源调控策略,针对现有算法在非对称业务下资源利用率低的问题,设计了TDMA帧结构和无中心TDMA系统业务通信策略,提出了一种支持非对称传输的资源动态调控算法,算法采用贪婪预留的方式保证终端站建立通信业务的低时延特性,通过动态调整提高系统的时隙资源利用率,增强系统的负载能力,满足无中心卫星通信系统业务通信的需要。随后通过软件仿真与现有算法在系统业务呼通率和业务平均接续时延上进行比较分析,论证本文方法的可行性和正确性。为验证本文所提算法和策略的现实可实现性,提出一种基于C/S(Client/Server:客户端/服务端)架构的半实物仿真系统,卫星通信过程中产生的诸如信道延时、信令错误以及各种检测错误都在Server端层面统一模拟,Client端的访问控制程序完全按照最终终端研制的软件框架开展,只需要更改收发接口就可直接用在实际的卫星通信终端上。通过半实物仿真系统进行了无中心TDMA卫星通信系统动态调控算法和业务通信策略的性能测试,并与纯软件仿真结果进行对比分析,结果表明本文方法可在半实物仿真系统上可靠运行。
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