低轨卫星通信系统用户切换方案讨论与实现近年来,国内外相继有多个低轨卫星系统的验证卫星已经发射升空,低轨卫星通信系统进展迅速,有望成为下一个高速进展的通信系统。低轨卫星通信系统的特点是全球覆盖、低传输延时和较低的功率需求,因此在实现个人移动通信系统方面有天然的优势。由于低轨卫星绕地球高速运动,用户终端在通信过程中需要频繁地切换以保证通信不间断。如何设计用户在卫星间的切换方案是卫星通信系统设计中亟待解决的问题。本文的主要讨论内容如下:1.讨论了低轨卫星通信系统的结构、切换目的卫星选择算法、用户切换过程、切换方案功能需求,并分析和总结了低轨卫星通信系统的特点和卫星间切换算法,为后续讨论设计工作提供基础。2.提出了基于多属性融合判决的用户终端卫星选择算法。针对用户终端如何选择切换目的卫星的问题,本文考虑终端的接收信号强度、候选卫星剩余服务时间和候选卫星的空闲信道数三个因素,组合成多属性决策问题进行求解。对于候选卫星剩余服务时间的计算,本文也提出一种基于几何推导的方法,通过仿真验证了此方法的有效性。通过对比其他切换策略,验证所提切换算法的有效性和优势所在。3.设计与实现了地面信关站侧的切换方案的整体模块、流程和消息。首先讨论了低轨卫星通信系统整体网络结构,着重分析了地面信关站在切换方案的功能和作用,将设计的重点放在地面信关站控制器如何实现切换功能的问题上。通过分析切换功能需求,将信关站地面站控制器的功能划分为切换管理模块 SC、卫星管理模块 S1 和公共服务模块 CS 三个功能模块,并对三个模块进行了详细的设计,对切换过程中的消息和消息格式进行了设计,以及对各个部分的实现。
