论文部分内容阅读
机载高清语音通信(Voice over LTE,VoLTE)是指在地空无线通信系统机舱内通过LTE承载的高清语音通信,相比其他语音解决方案,VoLTE的通话质量大幅提升,呼叫连续时延大幅缩短,且具有频谱利用率高等优点,是全IP时代语音通信的未来演进方向。由于航空旅客通信需求增大,信道质量恶劣,频谱资源匮乏,VoLTE被认为是地空无线系统舱内语音通信中保证语音质量的有效解决方案。在飞机与地面基站构成的地空无线通信系统中,随着民航通信的发展,航空旅客业务需求量越来越大,地空无线信道动态变化,影响地空链路的信息传输速率进而影响航空旅客通信质量。本文结合了与中国商用飞机有限公司合作项目“地空宽带数据链通信系统原型样机研发及测试”的需求,研究如何在地空数据链路质量不稳定且相对密集的舱内环境下解决语音性能下降问题。为了评估航空旅客语音通信的服务质量(Quality of Service,QoS),建立了能表征机载VoLTE语音的流量模型,分析了VoLTE的语音表现提出专属机载VoLTE的接纳控制算法,提高了乘客语音服务体验。研究内容和成果如下:(1)针对地空无线通信系统信道容量的动态变化问题,选择以直视路径为主的莱斯信道对地空数据链路进行表征,利用莱斯信道平均容量量化地空链路传输系统的平均传输速率。队列模型考虑乘客对语音通信时延的敏感性分布,即当等待时间超出乘客对时延的不耐烦程度,乘客主动离开队列的特性,建立VoLTE队列模型M/M/n+Beta,对机载VoLTE的语音性能指标进行分析。根据所建立的模型可以仿真乘客在语音时延敏感性不同分布下机载VoLTE语音的平均等待时间、用户损失率与平均信噪比的关系曲线,同时还分析了数据包到达率和信道带宽对通信性能的影响。(2)语音数据业务量越大,保证语音QoS需要的信道质量越高。对乘客通信需求量进行接纳控制可以防止网络进入拥塞状态,避免语音性能指标受到严重影响。目前的接纳控制算法无法很好地权衡掉线率,阻塞率以及信道利用率等指标之间的关系。本文针对VoLTE通信时的不同状态,结合地空链路信道质量,创新性的提出了专属机载VoLTE动态队列接纳控制算法,最后对本文所提出的算法进行了仿真,分析了平均信噪比对语音性能的影响,并与传统算法进行了比较。仿真表明本文提出的算法与传统接纳控制算法对比能有效降低通话期的掉线率,提高乘客的通信体验。