卫星宽带无线接入技术研究

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雅宝题库解析：
作为无线通信系统的重要组成部分，卫星通信网与各种地基通信网一起为用户提供无处不在的全球通信服务。随着宽带多媒体业务需求量的迅速增加，需要卫星通信网络向着宽带化方向发展，能够有效的支持宽带多媒体业务传输。为实现卫星通信宽带化，首先需要解决用户的宽带接入题目，即卫星宽带无线接入技术是卫星通信宽带化的基础。目前，宽带多媒体卫星通信系统的研究与设计已倍受关注，开展卫星宽带无线接入技术的研究具有重要的理论与应用价值。本文在分析卫星宽带无线接入功能架构的基础上，设计了基于带宽按需动态分配（BoD）的卫星宽带无线资源管理体系实现方案，并就带宽分配、时隙分配、多波束切换、接入流程等关键技术进行了深入研究。主要的研究工作包括：1．提出了一种以控制与线性预测相结合的BoD带宽请求算法为核心的带宽按需动态分配方法。该方法主要解决星地长时延导致带宽按需分配机制的不稳定性题目，同时平衡资源利用率与业务时延之间的矛盾。仿真表明该方法适合于卫星长时延环境，既保证了系统的稳定性和高资源利用率，又有效降低了业务时延。2．基于随机服务系统理论和交通流理论建立了时隙分配的三个方面（数量、位置和周期）与业务时延之间的数学模型。从理论上证明了TDMA系统中业务时延同时受上述三方面影响，并揭示了其规律和特点，为宽带卫星通信系统及时隙分配方法的设计提供了理论指导。仿真验证了建模分析的正确性。3．根据TDMA机制建模分析的结论，提出了一种与现有DVB-RCS卫星无线接入技术标准完全兼容的时隙均匀分配方法。该方法基于DVB-RCS标准，能够与现有的多种带宽分配（时隙数量分配）算法兼容，且终端实现简单。仿真表明该方法能够有效降低业务时延及抖动，提高DVB-RCS卫星系统对实时业务的QoS保障能力。4．建立了卫星多波束切换模型，并提出了一种具有切换保护的快速切换方法。建模分析揭示了性能更优的切换模式，为低轨卫星网点波束的布局提供了参考。仿真验证了建模分析的正确性。5．最后给出了卫星宽带无线接入系统具体的设计案例，设计了详细的实现流程图及相关信令。已应用于宽带多媒体卫星系统设计项目。