基于SDN的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡及其性能仿真.pdf

1、衛(wèi)星通信具有覆蓋面大、地理條件限制小、通信帶寬寬、機動靈活和對通信距離不敏感等優(yōu)勢，在民用和軍事通信中得到廣泛的應用，尤其是在發(fā)生重大災難性事件的情況下，其優(yōu)勢就更加突出。地面LTE網(wǎng)絡已廣泛商用，將地面移動通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信系統(tǒng)相融合，從而實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡真正的無縫覆蓋一直是業(yè)界關注的重點。傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡的建設成本高、靈活性較差，軟件定義網(wǎng)絡SDN(Software Defined Network)技術將網(wǎng)絡控制功能與轉發(fā)功能分離，使網(wǎng)

2、絡交換設備轉化為轉發(fā)部件，將SDN技術運用到衛(wèi)星網(wǎng)絡可提高其靈活性和易擴展性，使網(wǎng)絡部件得到充分利用，網(wǎng)絡架構變得更加簡明清晰。
　　本文以國家863計劃“新一代星地融合寬帶通信網(wǎng)絡測試與仿真”項目為依托，將SDN技術運用到星地融合網(wǎng)絡中，并采用NS-3仿真工具對基于SDN的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡進行較為全面的仿真研究。
　　首先，本文介紹星地融合網(wǎng)絡和LTE系統(tǒng)架構及協(xié)議棧，簡述SDN及其關鍵技術，并簡單介紹本文要使用的網(wǎng)絡仿

3、真工具NS-3;其次，將SDN的數(shù)據(jù)轉發(fā)與控制分離的思想引入到衛(wèi)星網(wǎng)絡，提出基于SDN的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡架構;然后，使用NS-3網(wǎng)絡仿真軟件對所提融合網(wǎng)絡模型完成仿真搭建，并通過設置不同仿真場景以評估所構建網(wǎng)絡的網(wǎng)絡性能。本文的主要工作為:
　　(1)針對傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡存在諸如建設成本高、設備利用率低以及后期運行維護不便等弊端，在借鑒國內外星地融合研究成果的基礎上，將SDN技術運用到衛(wèi)星網(wǎng)絡以提高其靈活性和易擴展性，設計了基于SD

4、N的衛(wèi)星LTE融合網(wǎng)絡架構及其協(xié)議棧，詳細描述用戶間數(shù)據(jù)流通信過程。
　　(2)已有的NS-3系統(tǒng)沒有衛(wèi)星部分，為此設計簡化的衛(wèi)星鏈路模型，實現(xiàn)與SDN中OpenFlow模塊相關聯(lián)的外部OFSID(OpenFlow Software Implementation Distribution)類庫;重點用C++編程實現(xiàn)基于NS-3系統(tǒng)的融合網(wǎng)絡架構的仿真平臺，設置仿真場景中的衛(wèi)星網(wǎng)絡拓撲和衛(wèi)星鏈路參數(shù)，評估所提融合網(wǎng)絡架構的網(wǎng)絡性能。