● 摘要
卫星通信由于覆盖区域大、通信距离远、建网成本低等优点,使卫星通信技术得到了大规模的普及和快速发展,成为了近年来通信网络中重要组成部分。随着卫星通信及互联网的发展,构建基于IP的宽带卫星网络并实现与地面有线、无线网络的无缝联接,是卫星通信未来发展的重要方向之一,对社会经济发展以及国防建设具有很重大的意义。 不同于地面通信网络,GEO卫星通信网络具有其自身的特点和要求,例如星地间传输时延大、信道状态动态变化、组播和广播业务占用一定的比重等。目前对星载交换机中的分组调度算法并不多见,现有大多数星载调度算法都是直接套用输出排队交换结构中的调度算法或是仅仅稍加改进,这些调度算法完全没有考虑卫星通信的特点,并不能很好的适应星上交换的要求。如何针对GEO卫星网络自身特点和要求来设计一种IP分组调度算法是一个很有意义的课题。所以本课题的主要研究方向就是针对卫星通信信道动态变化以及多种业务模式并存的特点设计一种适用于星载交换的分组调度算法。 本文首先对有线网络中交换机交换结构和分组调度算法进行了概述,着重对输入交换结构的几种经典的分组调度算法进行了对比分析;其次对卫星通信系统、卫星通信信道及星上组播交换技术进行了系统的综述,阐述了设计星载交换机时应该注意的事项;然后针对卫星通信信道状态动态变化的特点,结合对各种理论模型的分析,设计了一种适用于星上IP交换的信道补偿调度算法CCLPF算法。新算法针对卫星通信信道动态变化的特点,提出了一种信道补偿机制,通过仿真实验结果验证,新算法比未考虑信道补偿的CLPF算法在性能上有一定的提高,更能适应星上交换的特点;最后研究了星上单播、组播业务共存时的调度机制问题,提出了一种简单的组播调度策略,并对此调度算法进行了仿真观察和性能分析,获得了预期的结果。
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