支持网络移动的卫星网络移动性管理研究

论文摘要

移动性管理作为卫星移动通信系统的一项关键技术,关系着整个网络的性能。随着移动用户数量日渐增长,移动性管理策略对网络信令开销和网络数据库访问负荷的影响越来越大。为解决这一问题,提出了支持网络移动（NEMO）基本协议的卫星通信网络。本文首先介绍了支持NEMO的卫星通信网络的结构。将整个卫星通信网络分为地面段、空间段和用户段三个部分,三个部分相互关联完成整个网络的通信。在支持NEMO的卫星通信网络中采用结构简单、便于管理的两层数据库结构。并且要求网络中的每一个移动路由器（MR）和移动节点都能支持NEMO基本协议。接下来,基于上面的网络结构,设计了相应的移动性管理策略。位置管理方面,在传统的两层数据库结构中采用了一步指针转发策略,避免网络在移动过程中的反复注册（flip-flop）现象。在切换管理方面,采用基于虚拟移动路由器的切换管理策略。最后,本文应用NS2仿真软件对前面的移动性管理方法进行了仿真研究,对一步指针转发策略中的位置更新代价和呼叫建立代价做了分析,并将传统的两层数据库结构与OPF的性能进行了对比。并且对基于虚拟移动路由器的切换管理策略进行了仿真,通过分析仿真结果,得出基于VMR的切换管理策略有较小的切换延时,并且相对于传统的方法有较小的切换传输延时。结果表明,在支持NEMO的卫星通信网络中使用一步指针转发策略和基于VMR的切换管理策略能够大大减小系统移动性管理开销,提高系统性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的内容和结构
• 第2章 支持NEMO的卫星网络结构
• 2.1 支持NEMO的卫星网络结构
• 2.1.1 建立支持NEMO的卫星通信网络的必要性
• 2.1.2 支持NEMO的卫星网络的设计
• 2.1.3 支持NEMO的卫星网络的结构
• 2.2 位置数据库结构
• 2.2.1 树形数据库结构
• 2.2.2 中心数据库结构
• 2.2.3 两层数据库结构
• 2.2.4 数据库布置
• 2.3 移动路由器和移动节点要求
• 2.4 本章小结
• 第3章 支持NEMO的卫星网络的移动性管理方法
• 3.1 位置管理策略设计
• 3.1.1 位置管理的研究框架
• 3.1.2 位置区划分
• 3.1.3 一步指针转发策略
• 3.1.4 一步指针转发策略的仿真分析
• 3.2 寻呼策略及性能分析
• 3.3 切换管理策略设计
• 3.3.1 基于VMR的切换管理方法
• 3.3.2 基于VMR切换管理的基本模型
• 3.3.3 VMR切换操作流程
• 3.3.4 VMR切换管理策略仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 支持NEMO的卫星网络仿真与性能分析
• 4.1 NS2 仿真模型
• 4.1.1 NEMO扩展
• 4.1.2 NEMO协议仿真
• 4.2 网络拓扑结构
• 4.3 网络性能仿真结果分析
• 4.3.1 丢包率
• 4.3.2 网络吞吐量
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢