衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)跨層調(diào)度及資源分配方法研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TN927.2學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.39密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文工學(xué)碩士學(xué)位論文衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)跨層調(diào)度及資源分配方法研究碩士研究生：王偉導(dǎo)師：王振永副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：信息與通信工程所在單位：電子與信息工程學(xué)院答辯日期：2013年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著Inter網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展和業(yè)務(wù)需求的爆炸式增長(zhǎng)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以其廣覆蓋的天然優(yōu)勢(shì)作為Inter網(wǎng)

2、絡(luò)的補(bǔ)充已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。然而傳統(tǒng)的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是分層設(shè)計(jì)的，這種“分層”優(yōu)化只在各個(gè)協(xié)議層獨(dú)立進(jìn)行，沒(méi)有考慮網(wǎng)絡(luò)整體的優(yōu)化性能，結(jié)果網(wǎng)絡(luò)的整體性能沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)。為了使在分層設(shè)計(jì)中的各種策略能夠適應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，跨層設(shè)計(jì)是非常重要的。這不僅可以使現(xiàn)存衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的多媒體服務(wù)性能提高，而且可以為下一代網(wǎng)絡(luò)的算法和協(xié)議設(shè)計(jì)提供寶貴的指導(dǎo)。本論文著重研究了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)下行鏈路的數(shù)據(jù)包跨層調(diào)度算法和上行鏈路跨層感知的資源分配算法，跨層利用協(xié)議棧中的關(guān)

3、鍵參數(shù)，在特定服務(wù)類型QoS要求和系統(tǒng)資源約束條件下進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的整體性能達(dá)到最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用。在本論文中我們首先為區(qū)分服務(wù)模型提出了一種跨層數(shù)據(jù)包調(diào)度架構(gòu)。我們針對(duì)不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)流到達(dá)MAC層調(diào)度器時(shí)采用NUM模型制定速率、時(shí)延的均衡機(jī)制。每個(gè)數(shù)據(jù)流根據(jù)不同的質(zhì)量和時(shí)延要求劃分不同的優(yōu)先級(jí)，利用物理層的信道狀態(tài)信息、IP層的隊(duì)列信息，在MAC層對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，同時(shí)計(jì)算出各種業(yè)務(wù)的合適的發(fā)送速率并返回給衛(wèi)

4、星的應(yīng)用層。通過(guò)仿真分析，這種跨層數(shù)據(jù)包調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)延要求嚴(yán)格的業(yè)務(wù)的時(shí)延保證，同時(shí)最大化了其他業(yè)務(wù)的滿意度，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用。接著，論文研究了衛(wèi)星返回鏈路的資源分配算法，提出了部分非中心式的DAMA帶寬分配方案。本算法使用不同的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)(網(wǎng)絡(luò)容量、其他用戶終端的資源請(qǐng)求)定義網(wǎng)絡(luò)的代價(jià)函數(shù)，并把每個(gè)場(chǎng)景建模為非合作博弈模型。通過(guò)利用跨層機(jī)制而來(lái)的網(wǎng)絡(luò)信息，衛(wèi)星終端能夠達(dá)到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)操作點(diǎn)，因此執(zhí)行了高效的帶寬請(qǐng)求。關(guān)鍵詞