低轨卫星通信网络基于自主定位的位置区设计

论文摘要

在卫星通信领域,针对低轨卫星移动通信系统的研究是近年的热点。位置管理技术作为低轨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,对低轨卫星位置管理技术的研究也比较多,而对于低轨卫星用户位置区设计的相关研究却较少。而随着美国GPS系统的升级,以及欧洲“伽利略”系统、俄罗斯GLONASS系统和我国“北斗”系统的逐步投入应用,对地面用户的定位服务也越来越完善和方便,因此可以考虑把用户的自主定位功能和低轨卫星通信系统的位置区设计结合起来考虑,通过用户在位置区设计策略中的更新开销和寻呼开销来对各个策略进行比较研究。本文重点研究了低轨卫星移动通信系统基于自主定位的位置管理技术,结合用户具备自主定位的特点提出了相应的位置区设计策略,主要包括三个内容:自主定位地面固定位置区划分、自主定位重叠位置区策略和模糊逻辑动态位置区策略。本文的结构如下:第一章是绪论,主要介绍了低轨卫星通信的特点和卫星导航定位系统,以及本文的主要内容、研究意义和贡献。在第二章中,研究了以低轨卫星系统中用户的自主定位能力为基础的固定位置区划分策略。通过用户的位置信息来划分以绝对地理位置为边界的固定位置区,通过对多个不同大小的位置区下的用户的更新开销及寻呼开销的比较从而得到位置区的最佳大小。在第三章中,针对固定位置区方案中用户可能会频繁穿越位置区边界,从而导致更新开销大幅上升,于是在固定位置区方案的基础上提出了重叠位置区方案,该方案避免了用户在位置区边界频繁移动可能产生大量更新消息的情况发生,同时没有给用户的寻呼增加额外的负担。在第四章中,针对低轨卫星系统动态位置区方案中不能根据用户的具体移动模式进行调整的情况提出了模糊逻辑动态位置区方案,根据用户在过去一段时间中的移动模式后对用户的更新半径进行调整。仿真表明在该方案下用户的位置管理开销相对于普通动态位置区方案有了明显的降低。第五张对全文进行了总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 卫星移动通信概述
• 1.1.1 卫星移动通信及分类
• 1.1.2 卫星移动通信系统发展概况
• 1.2 低轨卫星移动通信系统
• 1.2.1 铱卫星系统
• 1.2.2 全球星系统
• 1.3 卫星导航定位系统
• 1.3.1 GPS 全球定位系统
• 1.3.2 GLONASS 全球卫星导航系统
• 1.3.3 伽利略全球卫星导航定位系统（GALILEO）
• 1.3.4 “北斗”导航定位系统
• 1.4 LEO 卫星通信中的位置区设计
• 1.4.1 LEO 卫星通信中的位置管理
• 1.4.2 LEO 卫星通信中的位置区划分
• 1.5 本文的主要工作及结构安排
• 第二章 基于用户自主定位的固定地面位置区划分策略
• 2.1 引言
• 2.2 地面通信位置管理和传统LEO 卫星通信固定位置区划分
• 2.3 用户具有自主定位能力的地面位置区划分
• 2.3.1 用户移动模型
• 2.3.2 用户更新流程和更新开销
• 2.3.3 用户寻呼流程和寻呼开销
• 2.3.4 地面固定位置区的最佳大小
• 2.4 数值仿真及结果分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于用户自主定位的地面重叠位置区方案
• 3.1 引言
• 3.2 地面移动通信网用户位置管理及乒乓效应
• 3.2.1 传统LA 策略
• 3.2.2 合并位置区方案
• 3.2.3 重叠位置区方案
• 3.2.4 多层位置管理方案
• 3.3 基于用户自主定位的无重叠区固定地面位置区划分
• 3.4 基于用户自主定位的地面重叠位置区划分
• 3.4.1 用户移动模型
• 3.4.2 用户更新流程和更新开销
• 3.4.3 用户寻呼流程和寻呼开销
• 3.5 仿真结果及分析
• 3.5.1 仿真参数设置
• 3.5.2 仿真结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 LEO 卫星通信系统模糊逻辑动态位置区方案
• 4.1 引言
• 4.2 地面通信网的动态位置管理策略
• 4.2.1 动态位置更新策略
• 4.2.2 终端寻呼策略
• 4.3 基于模糊逻辑控制机制的LEO 卫星通信动态位置区方案
• 4.3.1 模糊控制系统
• 4.3.2 模糊集划分及相应的隶属函数
• 4.3.3 更新半径调整的流程
• 4.4 用户更新与寻呼
• 4.4.1 用户更新流程
• 4.4.2 用户寻呼流程
• 4.5 仿真及结果分析
• 4.5.1 仿真参数设置
• 4.5.2 仿真结果及分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 全文总结
• 下一步研究内容
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历