论文摘要
空天网络是由不同空间层次上不同种类、不同功能的终端以及相应的地面设施,通过星地、星间链路构成的系统。如何保障空天网络中的不同用户在接入时的服务质量（QoS,Quality of Service）,是接入算法需要解决的问题。但是现有地面、卫星通信中的接入算法无法满足空天网络快速接入、高可靠性的需求。因此,设计能够保证其QoS的接入算法就显得尤其重要。本文首先分析了空天网络的特点、应用前景和意义,介绍了当今各国的研究和发展现状。其次,对空天网络的环境,包括可能出现的各类终端、业务和优先级进行了调研,重点研究了高动态终端接入的关键问题及其对接入性能的需求,深入分析了影响接入性能的因素。紧接着详细分析了现有卫星通信中的接入算法。针对空天网络中长传播时延、高误码率的特点,设计了一种基于多请求的随机与预留相结合的接入算法m-RRC（multirequest - Random Reserve Combine）。通过对平均接入成功概率的分析,推导出了平均接入时延的数学表达式,并求出了同步轨道卫星（GEO,Geostationary Earth Orbit）与低轨道卫星（LEO,Low Earth Orbit）通信时接入请求的最佳发送个数。论文最后通过OPNET软件对空天网络接入算法进行了建模,并通过三个仿真实验分别对GEO-LEO、临近空间平台-LEO、地面站-近地面飞行器场景下m-RRC算法的接入性能进行了仿真。通过分析仿真结果,验证了m-RRC算法在空天网络中的优越性。