基于ATM的星上交换系统设计与研究

论文摘要

星上处理是卫星通信重要的技术之一，异步传输模式(ATM)是一种重要的星上交换处理模式。 论文首先分析和比较了当前用于星上处理的几大关键技术。基于ATM交换，提出了一个基于GEO条件下的星上处理系统，讨论了能够满足星上ATM交换通信系统的多址接入方式，提出了适合于星上ATM交换的网络协议格式和内部信元格式，研究了交换单元的组成结构和I／O接口。论文分析了接纳控制法(Call Admission Control)算法，并进行了改进与仿真，仿真结果表明了新算法改善了统计复用增益、链路利用率、信元丢失率及可连接信源数等性能，更适于星上ATM交换系统。论文分析了TCP应用于卫星通信时的主要问题并提出了改进方案，分析了类Iridium系统的LEO卫星网络环境下，包括Tahoe、Reno、Newreno、Sack、Vegas五种TCP拥塞控制策略的性能并进行了仿真分析，仿真结果表明Vegas算法可以较好地预测网络拥塞状况，拥塞窗口(cwnd)控制较为平稳。本文的研究工作对星上交换和星上处理技术研究具有参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 星上处理技术
• 1.3 宽带卫星通信的发展现状
• 1.4 本文的研究内容和结构安排
• 第二章 星上交换技术
• 2.1 透明转发技术
• 2.1.1 透明转发技术原理
• 2.1.2 终端通信过程
• 2.1.3 应用
• 2.1.4 性能分析
• 2.2 IP分组交换
• 2.2.1 IP分组交换原理
• 2.2.2 地面互联通信过程
• 2.2.3 应用
• 2.2.4 性能分析
• 2.3 ATM交换
• 2.3.1 星上ATM交换原理
• 2.3.2 终端通信过程
• 2.3.3 应用
• 2.3.4 性能分析
• 2.4 星上MPLS（多标签协议交换）交换
• 2.4.1 MPLS原理
• 2.4.2 终端通信原理
• 2.4.3 性能分析
• 2.5 副载波-光调制交换
• 2.5.1 副载波交换原理
• 2.5.2 副载波交换与光调制的结合
• 2.6 报文突发交换技术（PBS,PACKET BURST SWITCH）
• 2.7 DVB-S（DIGITAL VIDEO BROADCASTING SATELLITE）
• 2.8 本章小结
• 第三章 星上ATM交换系统方案设计与分析
• 3.1 一种星上ATM交换卫星通信系统的实现方案
• 3.1.1 系统的构成
• 3.1.2 系统的多址方式
• 3.2 星上ATM交换网络协议及其信元格式
• 3.2.1 星上ATM交换网络协议
• 3.2.2 内部信元格式
• 3.3 星上交换机的组成与结构
• 3.3.1 交换机的组成
• 3.3.2 交换机的结构
• 3.4 星上ATM交换机的输入输出接口
• 3.5 本章小结
• 第四章 星上ATM交换CAC算法
• 4.1 概述
• 4.2 目前主要的CAC算法分析
• 4.2.1 基于等效带宽法
• 4.2.2 快速缓存预分配法
• 4.3 快速缓存预分配方法的改进
• 4.3.1 多路统计复用
• 4.3.2 B-CAC算法
• 4.3.3 缓冲区性能分析
• 4.4 仿真结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 星上ATM交换TCP拥塞控制策略
• 5.1 星上处理中的TCP/IP
• 5.1.1 TCP基本特征
• 5.1.2 TCP/IP在卫星信道中的主要问题
• 5.1.3 TCP应用于卫星通信时的改进
• 5.2 TCP拥塞控制策略原理
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 TCP Tahoe
• 5.2.3 TCP Reno&TCP Newreno
• 5.2.4 TCP SACK
• 5.2.5 TCP Vegas
• 5.3 仿真分析与结果
• 5.3.1 星上处理关键技术仿真
• 5.3.2 仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 论文发表和参加科研情况说明
• 致谢