SCPC-TDMA卫星地面站组网方法的研究及其在Linux系统中的实现

论文摘要

为了满足低成本、无主站快速独立组网的应用需求,北京邮电大学无线通信与电磁兼容实验室提出了一种SCPC-TDMA（Single Channel per Carrier-Time Division Multiple Access,称单路单载波-时分多址）卫星地面站组网方法,且该种组网方法具有卫星转发器利用效率高以及系统容量大的性能。本文的研究内容就是在此组网方法的基础上,详细分析该种组网方法的特性、在Linux系统上实现此组网方法以及对其执行测试。SCPC-TDMA卫星地面站组网方法具有低成本、灵活组网以及卫星转发器利用率高和系统容量大的特性。低成本特性体现在该组网方法只需申请一个载波、地面站收发设备简单以及主站与其他地面基站的硬件配置一样；灵活组网的特性体现在卫星通信网络初始建立时的自主选举主站和卫星通信网络正常运行时的主站自由加入网络以及主站离开网络；TDMA接入方式不存在交调干扰问题,使得卫星转发器几乎可以在饱和点附近工作,体现出了卫星转发器利用率高和系统容量大的特性。本文在对现有的卫星地面站组网方法进行介绍、分析的基础上,引出了满足应用需求与性能需求的SCPC-TDMA卫星地面站组网方法；然后,论文重点阐述了该种组网方法的特性及其在Linux系统中的实现；最后在ARM9嵌入式Linux平台上,成功完成了SCPC-TDMA卫星地面站组网方法的测试,验证了本方法的正确性、可行性、组网的灵活性以及其与现有卫星地面站组网方法的不同。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容及章节安排
• 第二章 现有卫星地面站组网方法的研究现状
• 2.1 卫星地面站组网方法的需求分析
• 2.1.1 应用需求分析
• 2.1.2 性能需求分析
• 2.2 现有的卫星地面站组网方法
• 2.2.1 VSAT卫星地面站组网方法
• 2.2.2 海事卫星（Inmarsat）地面站组网方法
• 2.2.3 全球星（GlobalStar）卫星地面站组网方法
• 2.3 现有卫星地面站组网方法与应用需求和性能需求的关系
• 第三章 SCPC-TDMA卫星地面站组网方法的研究
• 3.1 SCPC-TDMA卫星地面站组网方法概述
• 3.1.1 组网方法适用的网络架构
• 3.1.2 SCPC-TDMA卫星地面站组网方法概述
• 3.2 SCPC-TDMA卫星地面站组网方法的特性
• 3.3 组网方法中的低成本体现
• 3.3.1 SCPC-TDMA
• 3.3.2 主站的硬件配置
• 3.4 组网方法中灵活组网的体现
• 3.4.1 选举主站
• 3.4.2 主站自由加入网络
• 3.4.3 主站离开网络
• 3.5 组网方法中TDMA帧时隙分配的分析
• 3.5.1 卫星转发器的利用效率
• 3.5.2 系统容量
• 第四章 SCPC-TDMA卫星地面站组网方法在Linux系统中的实现
• 4.1 实现组网方法的目的
• 4.2 实现组网方法的关键问题
• 4.2.1 消息的提取及其数据结构设计
• 4.2.2 定时器的设定
• 4.3 关键问题1-消息的提取及其数据结构设计的解决方法
• 4.3.1 临时中心基站点名模块
• 4.3.2 选举模块
• 4.3.3 中心基站获得控制权模块
• 4.3.4 中心基站控制网络正常运行模块
• 4.4 关键问题2-定时器的设定的解决方法
• 4.4.1 定时器及其作用
• 4.4.2 定时器设定的代码描述
• 第五章 SCPC-TDMA卫星地面站组网方法的测试
• 5.1 测试平台
• 5.2 测试环境及系统配置
• 5.3 测试案例设计、结果记录及其分析
• 5.3.1 卫星通信网络初始建立过程
• 5.3.2 卫星通信网络正常运行过程
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文