中国学术杂志网

卫星通信系统ALOHA技术分析

 论文栏目:卫星通信论文     更新时间:2018/10/11 11:36:46   

摘要:ALOHA技术作为一种常见的数据网络通信接入技术,已经在卫星通信系统中得到了广泛应用。文章简要介绍了ALOHA技术,对常见技术类型进行了分析,并详细探讨了时隙ALOHA技术稳态控制侧策略,仅供参考。

关键词:卫星通信系统;ALOHA技术;常见类型;稳态控制策略

一、ALOHA技术简要介绍

ALOHA技术属于一种随机多址通信技术,对于多个分散的用户来讲,借助ALOHA信道便可以使用中心计算机,完成一点到多点的数据通信。该项技术建网简单,多个发射机可共用一个信道,即便通信网络中有多个用户存在,一个高速接口即可满足通信需求,同时可以保证不同用户之间信息发送的实效性[1]。正是由于ALOHA技术所体现出的众多优点,已经被广泛应用于卫星通信系统中。

二、卫星通信系统中的常用ALOHA技术

当前比较常见的ALOHA技术主要包括纯ALOHA技术、时隙ALOHA技术、扩频ALOHA技术等几种,不同类型技术的工作原理存在一定差异。首先,纯ALOHA技术出现最早,接入方式也最为简单,当站点有帧存在时,便会马上通过信道发送,在规定时间内收到应答,表示发送成功,否则需重新发送,重发时需要暂时等待,然后在任意应时间点再次发送,直到最后发送成功。卫星通信系统中的纯ALOHA技术,数据是否发送成功的确认时间最短为270ms,该技术信道利用率仅有18.4%。其次,时隙ALOHA技术可以提高信道利用率,最高可达36.8%。在使用时根据每一帧发送所用时间,将其作为一个时间槽,对信道时间进行划分,时槽开始后才可发送站点,如果发送不成功,则按照纯ALOHA技术重发策略进行重发,直到发送成功[2]。

三、ALOHA技术稳态控制策略

现阶段,在卫星通信系统中,时隙ALOHA技术的应用最为普遍,但是在工作过程中,信道负载的增大会影响系统稳定性,为避免饱和与振荡现象的出现,需要采取相应的稳态控制策略,比较常见的主要包括输入控制、重发控制及输入重发控制三种。采用输入控制策略时,为避免造成信道拥塞,应设定系统中的最大加压终端数量,对信道做出限制,当超过设定值后,不允许再接入用户分组。采用重发控制策略时,为避免造成信道拥塞,应设定系统中的最大加压终端数量,并限制分组重发时间,当超过设定值后,延长重发延迟时间。采用输入重发控制策略时,要同时控制信道内积压终端数量和分组重发时间。对于这三种稳定控制策略的实现,要先估算系统的积压终端数,然后将估算结果反馈至各个终端。在此基础上,此次研究对稳态控制策略做出了改进,其主要是对积压终端数估计算法进行修正。该算法中运用了伪贝叶斯算法,假设第k个时隙起始时,积压终端数为kn,再结合此时时隙接收状态的不同,对下一个时隙起始时积压终端数进行估算,表示为1kn+。采用该修正估算算法进行仿真分析,最终结果显示,如果终端处于空闲状态,每个时隙产生新分组概率表示为到达率,当其数值较低时,时延最短的为纯ALOHA技术,但是当到达率逐渐变大后,采用输入控制策略的时隙ALOHA技术时延优势越来越明显,这是由于采用稳态控制策略后,即便是到达率不断增大,也可以有效控制积压终端数,降低其发送分组碰撞几率,不会影响吞吐率的持续增大。另外,时隙ALOHA技术引入输入控制策略后,分组丢失率会因为门限的存在而略微增大,但是能够显著缩短系统分组成功传输延迟时间,证明了此次修正算法的有效性。同时,卫星通信系统中经常遇到信号被遮蔽现象,陆地上的树木、建筑及地貌等,都会对信号接收功率造成影响,无法保证信号成功接收。而运用捕获效应可以有效解决这种问题,同时发送多个分组,卫星成功接收到的分组数量仅有一个时,其他分组信号将会被遮蔽,而被接收的分组不会发生碰撞,此时便可以改善遮蔽效益,提高卫星通信系统工作性能。

四、结语

ALOHA技术在卫星通信系统中应用广泛,基于通信需求的不断提高,便需要加大这方面技术的研究力度,在原有稳态控制策略基础上做出优化和改进,确保卫星通信系统稳定性。同时还应借助捕获效应,改善遮蔽效益,实现对系统通信功能的改良,以充分发挥ALOHA技术的应用价值和应用优势。

参考文献

[1]朱巍,梁俊,肖楠,等.随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略[J].空军工程大学学报•自然科学版,2015(6):17-21.

[2]陶孝锋,任德锋,董超,等.卫星通信系统中的ALOHA技术[J].空间电子技术,2014(1):59-63.

作者:刘佳

学术网收录7500余种,种类遍及
时政、文学、生活、娱乐、教育、学术等
诸多门类等进行了详细的介绍。

卫星通信论文
@2008-2012 学术网
出版物经营许可证 音像制品经营许可证
主机备案:200812150017
值班电话
0825-6697555
0825-6698000

夜间值班
400-888-7501

投诉中心
13378216660
咨询电话
唐老师:13982502101
涂老师:18782589406
文老师:15882538696
孙老师:15982560046
何老师:15828985996
江老师:15228695391
易老师:15228695316
其它老师...
咨询QQ
89937509
89937310
89903980
89937302
89937305
89937307
89937308
业务
综合介绍
在线投稿
支付方式
常见问题
会员评价
官网授权
经营许可
关于我们
网站简介
版权声明
友情链接
人员招聘
联系我们