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随着卫星通信技术不断发展,卫星通信已经扩散到话音、宽带多媒体以及数据业务各个方面。而各种业务的融合也对卫星链路的利用率以及时延保障提出了更高的要求。本文研究了现有的卫星网络多址接入协议,并对现有协议不足之处进行改进,以保障链路利用率,并减小业务的端到端时延。论文的具体研究内容以及创新点如下:1.针对强突发性的ON/OFF业务,论文深入研究了突发目标按需分配多址接入协议(BTDAMA:Burst Targeted Demand Assignment Multiple Access),该方案存在的问题是管控中心为ON状态用户分配平等的资源,当用户业务量不一致时,高业务量用户分配到的资源过少,低业务量用户分配到的资源过多。据此,本文提出了动态资源分配方案(BTDAMA-DA:Burst Targeted Demand Assignment Multiple Access-Dynamic Assignment),通过拟合用户业务分布为用户动态地分配资源,同时通过与按需分配相结合的方式消除估计误差,最终使得用户分配的资源数依据用户到达业务量动态变化,从而降低高业务量用户的端到端时延。2.论文深入的研究了混合自由按需分配多址接入协议(CFDAMA:Combined Free/Demand Assignment Multiple Access)及其应用场景,该方案存在的问题是当用户数较多且业务量较低时,自由时隙利用率较低,每次业务传输均需经历较长的资源预约时延,预约阶段占用的传输资源比例较高。据此,本文提出了按需分配与随机传输相结合多用户资源分配方案(CRDAMA:Combined Random/Demand Assignment Multiple Access),用户在自由时隙中以最优准入概率进行竞争发送,避免了原CFDAMA协议中管控中心可能为无业务传输需求用户配置资源,导致的资源浪费问题,提升了自由时隙资源利用率。论文通过数学分析给出了用户最优准入概率的计算方案,最后通过数学建模对CRDAMA协议进行了分析。3.论文依据当前的稀疏码多址技术(SCMA:Sparse Code Multiple Access),对CRDAMA协议进一步增强。在随机传输中,通过利用SCMA的过载特性,使得用户以非正交的方式占用资源,在有限的物理资源下进一步减少了随机传输过程中的碰撞概率,从而进一步提升CRDAMA协议性能。同时由于卫星链路存在多普勒频移现象,文章通过仿真平台分析了增强CRDAMA协议在卫星链路多普勒频移下的误比特情况,并结合不同的链路重发机制设计了增强CRDAMA协议的最佳帧长,以最大化链路效率。