华中科技大学
硕士学位论文
移动卫星通信网络切换技术研究
姓名：***
申请学位级别：硕士
那一幕我难以忘怀
专业：通信与信息系统
指导教师：汪小燕；董燕
20080602
华中科技大学硕士学位论文
摘要
切换技术作为移动卫星通信网络的一项关键技术，实现在通信进行过程中允许用户终端移动、在恶劣的
无线传输条件下恢复并保持通信、平衡网络的业务负荷等功能。用户终端的移动性对切换性能有重要影响，本文重点对地面静止终端和高动态终端在移动卫星通信网络中的切换技术进行了研究。
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首先，基于STK软件进行建模，仿真分析了用户终端在低轨卫星通信网络和同步轨道卫星通信网络中的可视性。终端类型包括地面静止终端以及航天器、低空高速飞行器、LEO卫星等高动态终端。其次，针对地面静止终端在低轨卫星网络中的切换的场景，在综合考虑接收信号的信噪比和卫星负荷这两个因素的基础上，分别提出了负荷和信噪比加权策略、改进的最小负荷策略。再次，对高动态终端在同构卫星网络中的切换技术进行了研究。设计了核心信令保护机制的精简切换信令流程，定义了三种切换定时器。最后，对高动态终端在异构网络中的切换技术进行了研究。以一种统一的方式设计了从临近空间平台切换到卫星网络的媒介独立切换协议栈参考模型，给出了高动态终端发起的切换信令流程。
通过OPNET仿真验证，负荷和信噪比加权策略的阻塞率低于改进的最小负荷策略，后者的掉话率最低，但切换请求到达率较高，网络的信令负荷较大；核心信令保护机制的切换信令流程可以优化高误码、长时延的通信传输环境下的切换性能。
关键词：移动卫星网络；异构；切换；高动态；媒介独立
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Abstract
A key technology of the mobile satellite communication networks is handover, which implements functions such as allowing ur terminal move during the communication process, recovering and holding communication in the bad wireless transmission condition, avoiding interrupt between ur terminal and the network, balancing traffic load in the network, etc. For the mobility of the ur terminal has an important affect on handover performance,the thesis mainly rearches on handover technology about stationary terminal on the earth and high dynamic terminal in the mobile satellite communication networks.
Firstly, the visibility of ur terminals in the low earth orbit and geosynchronous orbit satellite communication networks has been analyzed.There are different kinds of terminals,that is, stationary terminal on the earth, and three kinds of high dynamic terminals which are space aerocraft, low altitude aerocraft, low earth orbit satellite.
Secondly, integrating the SNR of the received signal with the load of the satellite, load & SNR plus scheme and improved minimum load scheme have been propod for the handover scene about the stationary terminal on the earth in the low earth orbit satellite network.
Thirdly, the handover technology about high dynamic terminal in the satellite network has been rearched, a key signaling protected and conden handover signaling procedure has been designed and three kinds of handover timers have been defined.
月经量少怎么调理Finally, the handover technology about high dynamic terminal in the heterogeneous network has been rearched; a media independent handover protocol stack from near space platform station to satellite network has been designed in a uniform way. Besides, high dynamic terminal motivated handover procedure in the heterogeneous network from near space platform station to GEO satellite has been given.
OPNET simulation results prove that the two propod handover schemes can optimize the handover performance for the handover scene about the stationary terminal on the earth in the low earth orbit satellite network; the key signaling protected handover procedure designed can optimize the handover performance in high bit error rate and long delay space transmission environment.
Keywords:Mobile Satellite Network; Heterogeneous; Handover; High dynamic; MIH
独创性声明
不无关系
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1 绪论
由于用户终端与卫星的相对运动，用户终端在通信过程中往往需要切换。切换是移动卫星通信网络的一个关键技术，直接影响着整个系统的性能。本文的研究对象即为移动卫星通信网络的切换技术，包括同构卫星网络中的切换以及临近空间平台和卫星组成的异构网络中的切换。由于终端的移动性对网络的切换性能有较大影响，本文对地面静止终端和高动态终端在移动卫星通信网络中的切换技术进行了研究。
八卦镜的作用>茶叶品牌本章简要介绍了移动卫星通信网络发展现状、同构卫星网络中切换技术的研究现状、异构网络切换技术的研究现状，为全文的理论研究和仿真实验打下基础。
1.1 移动卫星通信网络发展现状
移动卫星通信是指利用卫星转发器构成的通信链路，使移动体之间或移动体与固定体之间建立的通信，
是陆地移动通信系统的延伸和扩展。移动卫星通信系统（Mobile Satellite communication System, MSS）是由用户终端、卫星、地面关口站等构成[1]。
根据提供服务的卫星所在的轨道高度，移动卫星通信系统可分为同步轨道（Geosynchronous Orbit，GEO）、椭圆轨道（Highly Elliptical Orbit，HEO）、中轨（Medium Earth Orbit，MEO）和低轨（Low Earth Orbit，LEO）移动卫星通信系统[1]。
GEO MSS的基本特征是卫星星座采用的是同步轨道卫星，轨道高度约36000千米。GEO MSS具有开发较早，技术比较成熟，多普勒频移小等优势，适合用于低纬度地区的区域覆盖。同步轨道卫星移动通信技术成熟，能以少量的卫星实现全球覆盖，且星间切换次数少，但它同时存在着时延大、衰减大、延时长，在高纬度地区通信效果差，地面设备大且复杂、机动性差等缺点[2]。典型的GEO MSS有海事卫星通信系统（Inmarsat）、北美移动卫星通信系统（MSAT）等。
HEO MSS的特点是轨道是一个大的椭圆形，在远地点的轨道高度约40000km，轨道周期约12~24小时，HEO MSS是利用远地点附近开展业务的。该系统的优点是可覆盖高纬度地区，地球站可工作在大仰角上，减小大气影响，在业务时间内不会发生掩蔽现象，可采用简单的高增益非跟踪天线。HEO MSS的缺点是需要多普勒频移补偿功能；当近地点高度较低时，需要防辐射措施，因为卫星经过范·艾伦带；保持轨道不变需要相当多的能量等。
