多业务双层卫星网络的接入与切换策略分析

近年来,利用不同轨道高度卫星的各自优势组成多层卫星网络逐渐成为热门研究,文章针对多业务条件下GEO/LEO双层卫星网络中的接入与切换策略进行了深入分析,提出了一种参数加权平均的接入策略,并将其应用在一种改进的基于业务量的双层卫星网络接入与切换策略中。实验仿真表明,该改进策略能够在一定程度上改善不同级别用户的通信质量,更加合理地利用双层卫星信道资源。     

Starlink星地链路性能仿真分析与启示

Starlink低轨卫星星座发展迅速,在民用和军事上具有广泛的应用前景。首先总结梳理了Starlink卫星的空间段和地面段、频率规划和通信机制等基本情况,并通过理论和仿真分析表明Starlink用户终端具有比传统用户终端更好的品质因数,最大误码率为2.6×10-6量级;其次通过分析端星切换策略及性能得到,Starlink已可实现对服务用户的不间断无缝连接,但存在切换频繁、信令开销大的问题;再次分析了导致用户速率波动的几个因素;最后从轻量化传输协议、去中心化网络架构、混合切换策略和系统资源分配等方面给出了针对我国低轨互联网建设的几点思考。     

低轨卫星移动通信系统接入方案

在低轨卫星移动通信系统中,由于卫星和移动用户间的相对运动使得呼叫切换频繁发生.为了降低星间切换请求到达率,减小系统切换开销,本文在距离优先接入方案基础上进一步提出了两种接入策略:覆盖时间优先方案和仰角加权的覆盖时间优先方案.构造了非均匀分布全球话务密度模型.并参照某实际系统参数,对不同接入方案准则下的全球话务服务进行了系统仿真,得到了相应的系统性能参数.     

一种缓解低轨卫星馈电切换中用户群切换的算法

卫星互联网发展已经逐渐被纳入到第六代移动通信技术(6G)概念方案中,基于透明转发可降低系统建设成本,同时系统容量不受星上处理能力限制.但透明转发模式的低轨(Low Earth Or-bit,LEO)卫星系统会出现卫星馈电链路切换情况下用户发生大规模群切换的问题,影响局部地理区域用户通信体验.将透明转发系统低轨卫星跨信关站馈电链路切换场景中用户切换模型化,并针对场景中面临的用户群切换问题,提出了一种缓解群切换拥塞的算法.算法采用用户提前分流切出和限制切入策略,对分流切出过程进行统一规划,减小用户群切换规模,与常规群切换方法配合使用,可进一步降低用户平均切换时延,提高切换成功率.     

无线公车网络切换策略研究

无线公车网络是一种特殊的无线车载网络,它具有一般无线网络所不具有的特点,例如可预测移动性以及每个站点存在一个或多个AP供车辆通信等等.这些特点使得现有切换机制未能很好地满足车辆通信要求并达到较好的性能.本文首先通过以基于Wi-Fi技术的一种公车网络结构BusNet为基础,利用公车的可预测移动性,针对一个站点只有一个AP的情形,提出一种单AP切换策略--S-Handoff.S-Handoff可以大大减少切换延迟.同时,针对一个站点存在多个AP的情形,分析了公车网络中AP的负载和吞吐率之间的关系,提出了一种多AP情况下的切换策略--M-Handoff. M-Handoff的核心是AP选择算法--BWT.该算法可以在保证系统吞吐率的情况下提供了简单而有效的AP负载均衡的选择策略.通过仿真实验,S-Handoff在切换开销上比基于SNR的切换策略要好很多.同时,BWT算法在系统吞吐率和AP负载均衡性方面的性能也好于基于SNR的切换策略.     

面向低轨巨型星座的多目标卫星接入优化

低轨巨型星座可以提供全球无缝覆盖的卫星通信服务,但也会导致用户被卫星多重覆盖,如何选择最优的卫星进行接入,成为低轨巨型星座接入技术的关键问题。对此,提出一种基于粒子群的多目标卫星接入优化算法。综合考虑星地距离、卫星剩余可服务时间和卫星剩余负载等目标函数,根据不同业务类型的QoS需求,对参数赋予相应的权值;针对可视卫星数量多且动态变化的特点,通过粒子群算法进行低复杂度求解。仿真表明,相较于对比算法,所提算法对星地距离和卫星剩余可服务时间进行了优化折中,保障了服务时间和通信质量,提高了接入成功率,能够灵活满足用户的不同业务类型需求,适应用户业务不同时空分布以及业务离散化的场景。     

低轨卫星网小区移动性对切换的影响

低轨卫星网络点波束覆盖布局与用户相对运动方向决定了用户在小区间的切换关系,并直接影响用户切换性能。该文针对两种典型的小区运动模式建立了移动模型,分析了驻留时间、切换概率和平均切换次数等移动性指标,并结合具体的信道分配策略分析比较了小区移动性对用户切换性能的影响。结果表明在小区低重叠度的条件下小区运动模式Ⅱ的用户切换性能优于模式Ⅰ,更适用于低轨卫星网络,为低轨卫星点波束的布局提供了参考。     

基于名址分离机制的低轨卫星组网架构研究

对于采用星间链路的低轨卫星星座,IP的双重属性导致了星载路由表的过载,并且难以融合解决低轨卫星网络移动切换问题.基于名址分离的思想,采用双层路由架构,设计映射服务器的部署方式及多个名字空间,提高低轨卫星网络的灵活性及扩展性,并且通过引入链路层切换信息,解决低轨卫星面临的无缝切换难题.     

LEO卫星网络中星间切换的安全机制研究

现有方法关于研究低轨卫星切换的场景主要是地面终端用户与卫星接入点直接通信,要求地面移动终端用户自身的天线必须达到极高的发射功率才能连接.另外,卫星需要处理每一个地面终端用户的切换消息将会承担较大的计算负担和带宽消耗.本文提出了一种适用于小功率移动终端在低轨卫星之间安全切换的方法.该方法基于身份密码体制进行协议设计,将网关作为代理完成卫星之间的可信关系传输,避免了卫星需要处理与整个移动终端用户可信关系的情况.理论分析表明,该方法能够减少星地之间的传输数据和通信次数,且卫星的计算量在地面移动终端用户数量增多的情况下仍然保持稳定的较小计算开销,能够满足安全切换的需求.     

一种适合于第四代公网集群系统的切换算法

提出了一种适合于公网集群系统的小区切换算法.在公网集群系统中,多个群组用户同时进行越区切换,可能造成信令风暴,导致更高的切换时延,降低了小区切换成功率.通过引入桥梁群组用户这一概念,通过桥梁群组用户同时连接2个网络,利用2次垂直切换代替一次水平切换的方法,避免了大量群组用户同时发起切换测量.仿真结果表明,利用移动自组织网络为准备切换的集群用户组成一个小网络,桥梁群组用户带领其他群组用户切换的方法比传统切换算法的切换成功率高,切换时延更短.