低轨卫星移动通信系统一直是卫星通信领域的研究热点。通常,低轨卫星通信系统由空间段、用户段和地面段构成。空间段由低轨卫星构成,为地面用户间、地面用户与信关站之间提供通信链路;用户段包括各种类型的移动/固定终端;地面段包括信关站和各种控制。全文的研究集中于用户段与空间段之间的接入控制部分的仿真分析。全文共分七章,其中第二章到第六章是全文的主要章节,是对作者在硕士研究生阶段所做研究工作的详细介绍。第一章是绪论,描述了卫星通信的发展概况以及分类方法,从系统构成、星座参数以及主要技术等方面介绍了两个典型的低轨卫星移动通信系统-Globalstar 和Iridium 系统,最后是本文的创新点和内容安排。对于低轨卫星通信系统中的关键技术进行仿真分析和研究是作者的主要研究工作。在第二章中,作者首先对使用的仿真软件OPNET 做了简单的介绍,并列出OPNET用于卫星通信系统仿真的特点;从项目实际出发,介绍了建模仿真方法,简单说明了仿真任务;介绍了系统的通信协议和用户位置信息的管理;随后,简化的信令作为单独的一节出现;最后是用户终端呼叫建立和拆线的过程。第三章研究馈电链路的切换方案。由于本文研究的低轨卫星系统中的卫星不具备星际链路,也无星上处理功能,所有的信息需传送到地面进行处理,因此需要设立大量的地面信关站,以支持全球实时通信。比起其他的星座通信系统,用户会在地面信关站之间大量的切换。尤其是当涉及信关站切换时,用户位置管理和路由信息等的更新,需要较多的信令交换以及大量的地面路由重建,对于网络设计和管理维护形成较大的压力。同时,信关站切换导致大的切换时延,将增加掉话和丢包的概率,降低服务质量。本章讨论两种馈电链路切换方案,以及两种用户链路切换准则。并根据中国的国情,构造了非均匀分布业务密度模型,此外,还对地面信关站的选择做了一定的讨论,为选择准则提供了参考。在此仿真背景下,作者还提出了四个系统性能评价参数。仿真结果表明,馈电链路的切换对用户的信关站切换影响较大,并比较得出了性能较好的方案,为系统的实际设计提供了有效的参考。第四章研究的是用户所在卫星点波束的确定方法。多波束天线是卫星移动通信系统采用的一个重要技术,直接影响到系统的组网方式、系统投资、系统容量等。仿真中要实现用户确定自己所在的波束,需要根据卫星的覆盖特性以及点波束的形状来进行数学推导。本章通过卫星轨道空间几何关系,推导得出用户判断所在波束的数学模型和计算公式。最后,总结了仿真算法的流程图,并通过仿真得出了与实际系统非常接近的结果,验证了算法,并为后面的章节讨论提供了仿真平台和理论基础。第五章研究的是用户接入切换控制方案的仿真。以往的许多接入切换仿真要么讨论的是星间切换,要么讨论的是波束间切换。并且,大部分的仿真是建立在数学模型上,点波束的形状和卫星的移动等都只是通过数学公式推导得出,并不完全符合真实的系统情况。本章在上一章的基础上,同时考虑了星间切换和波束间切换,分别讨论了星间切换准则的:最近卫星准则和最长可视时间准则;以及波束间切换的信道预留方案:随机接入方案和固定信道预留方案。最后,通过仿真分析了切换性能。