低轨道卫星网络动态数据下载算法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hao999999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着5G时代的到来,城镇等人口密集地区的通信越来越方便,全球的通信系统也越来越发达。在整体通信系统发展迅速的大背景下,卫星网络系统也集聚了许多学者和公司的目光。卫星网络系统对于一些地面基站部署不到的海洋、沙漠、岛屿以及偏远地区的通信起到了极大的作用,发射至空中轨道的卫星形成星座环绕着地球做圆周运动,不仅可以与地面通信发达的地区进行交流,还能探测到人迹罕至地方的信息,从而实现信息的无障碍传输。低地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星由于其自身体积小,轨道高度低,发射成本小的特性被广泛应用于全球通信,气象预测,灾害防范,地质探测等方面,但也由于其覆盖范围小,通信延时较长的特点使得卫星上的数据没有办法及时下载到地面站。LEO卫星网络的一项重要的任务就是将空中轨道运行收集的数据传输给地面站进而供用户使用。本文主要研究在不同场景下将卫星数据下载到地面站并使得吞吐量最优的问题。在数据动态产生情况下,本文考虑数据的实时变化性,提出了一种基于时空图模型的动态划分时间片联合星间链路(Inter-Satellite Link,ISL)调度(Dividing and ISL Offloading Combination,DIOC)算法,在每个时间片中先分配携带数据量最大的卫星下载数据,再基于时间片三跳情况判定其余卫星的星间调度,从而大大提升了卫星系统的下载吞吐量。仿真实验结果表明在不同场景下我们的算法都比传统的卫星下载算法效率高出许多,在去除一些客观因素之后,系统的吞吐量可以接近理论最优结果本文在基于数据动态的情景下,继续研究信道资源有限条件下如何提升卫星系统吞吐量的问题。由于信道资源不足,调度需要平衡卫星下载、卫星星间调度以及卫星信道资源分配三者的关系,对此本文在DIOC算法的基础上提出了DIOC联合回溯剪枝(Backtracking Pruning,BP)调度(Dividing and ISL Offloading Combination-Backtracking Pruning,DIOC-BP)的算法,在每片时间里都确保卫星星间调度的最大化来达到最大化系统吞吐量的目的。仿真实验结果表明信道资源不足条件下,通过提出的算法调度,吞吐量基本可以达到信道资源充足下的最优效果。
其他文献
具有雅克比矩阵恒定特性的移动并联机构具有其输入输出速度间的映射关系恒定不变、控制方便等特殊优势。一般而言,对于大多数并联机构,多采用影响系数法求解其运动学、动力学方程,倘若可使该求解过程得到一定程度的简化,将会对发挥恒雅可比矩阵并联机构的优势,促进恒雅可比矩阵并联机构的应用有着重要意义。本文针对雅克比矩阵恒定的移动并联机构,提出了一种简单建模求解规律,并选取典型机构进行了建模和仿真验证,最后研究了
基于教学资源在达成新课程改革所提出目标过程中的重要性,以及君山区本地中学普遍存在物理教学资源匮乏的情况,本文开展了君山区传统农渔文化中物理教学资源的开发和应用研究
随着时代的发展,白光二极管(WLED)因其具有卓越的性能而受到人们的广泛应用。而荧光粉正是白光二极管的重要组成部分。在第三章中,运用高温固相法,成功的合成了红光荧光粉Ca2Al
白光发光二极管(WLEDs)由于高效节能、绿色环保等优点被誉为下一代照明光源。由UV-LED芯片去激发集成红绿蓝三色于一种单相主体材料中的单相白光发射荧光粉,可以避免UV-LED芯片
物联网技术在全球发展迅速,作为其中之一的射频识别(RFID)技术在交通、零售、物流等领域发挥着巨大作用。但是对于RFID设备,国家未发布任何测试仪的校准规范或检定规程,也未建立RFID测试仪校准装置,相应的国标标准则主要针对RFID产品而不是针对RFID测试仪,所以迫切需要研究RFID测试仪的校准方法及实验装置。本文首先介绍了RFID技术在计量领域的校准情况,阐述了RFID技术的分类和技术标准。通
大容量、低时延是第五代移动通信系统(The Fifth Generation Mobile Communication System,5G)的重要特征之一。作为支撑5G大容量通信的物理层关键技术,正交频分多址(Orthogo
随着国家城市化进程的加快,城镇范围不断扩大,城市人口急速增加。室内环境突破了自然恶劣条件的限制,为人们提供休憩场所。以观赏、休闲、运动为目的的展览温室和大型运动场
学位
马铃薯是世界上第四大粮食作物,在中国和世界其他各国粮食安全及经济中起着重要的作用。自然界的马铃薯倍性从二倍体到六倍体不等,大部分不能直接应用于现有马铃薯的四倍体育
船行波是一项历久弥新的课题。近250年间,国内外学者从不同的角度对船行波开展研究,成果成功应用于预报船舶阻力、削弱消除船舶尾迹、控制海上补给时的船间干扰等。近些年,随着内河航道的开发,船行波引起的堤岸侵蚀、对航道内浮式结构物的不利干扰等问题日益严重。与船行波威胁密切相关的船行波特征波高、在岸坡上爬高的预报模型在普遍适用性方面尚存在局限性。本文根据内河航道内船行波传播、岸边反射和爬高研究的需求,基于