一种基于预测的卫星网络BTDAMA协议性能分析.pdf

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1、74传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第ll期一种基于预测的卫星网络BTDAMA协议性能分析王艳良，王毓晗，马正新(清华大学，北京100084)摘要：对现有的时分多址(TDMA)宽带卫星网络的不同时隙分配协议进行了比较，提出了基于业务预测的突发目标按需分配(BTDAMA—PA)协议。对按需与自由分配相结合(CFDAMA)、纯按需分配BT—DAMA与基于预测的BTDAMA—PA协议进行了比较，并以典型的具有自相似特性的ParetoON／OFF信源进行仿真分析，结果表明：相比CFDAMA和BTDAMA，BTDAM

2、A—PA协议在地面终端业务量变化情况下，可以获得更小的平均端端延迟和时延抖动，尤其是系统负载趋于饱和时，平均端端时延减小约20％，时延抖动减小约4O％。关键词：卫星网络；MAC协议；CFDAMA协议；BTDAMA协议；ParetoON／OFF信源中图分类号：TN927．2文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)11-0074-03Prerftorm：anceanalysisonasSatellitenetworkBT1DMAprotocolbasedonpredictionWANGYan—liang，WANGYu—han，MAZheng—xin(TsinghuaUni

3、versity，Beijing100084，China)Abstract：Performancesoftimeslotassignmentprotocoloftheexistingtimedivisionmultipleaccess(TDMA)broadbandsatellitenetworkarecompared，andanimprovedBTDAMAprotocolbasedonpredictionisproposed．CFDAMA．BTDAMAarecomparedwithBTDAMA—PA．Simulationsanalysisontypicalwithselfsimila

4、rityCharacteristicsParetoON／OFFsourceiscarriedoutandtheresuhshowsthatthenewprotocolBTDAMA—PAoutperformsCFDAMAandBTDAMAindecreasingaverageend—to—enddelayandjitter．Particularly，averageendtoenddelayandtimedelaytremblecanbeobtainedunderheavysystemload．whichisdecreasedby20％and4O％respectively．Keywor

5、ds：satellitenetwork；MACprotocol；CFDAMAprotocol；BTDAMAprotocol；ParetoON／OFFsource0引言务量不同，而采用的绝对的平均分配方式，从而造成业务量在卫星通信中保证服务质量(QoS)并提高信道利用率大的终端业务等待时问更长，端端时延增大J。本文提出是卫星网络技术中的一个关键技术，而媒体接入控制的基于业务预测的突发目标按需分配(BTDAMA-PA)方式(MAC)协议是解决这一问题的重要手段。目前，接入控制是BTDAMA协议的一种改进形式，其主要特点是一方面方式主要有2种：混合自由／按需分配(CFDAMA)方式和基继

6、承了BTDAMA的统一分配的调度策略，另一方面根据各于突发目标按需分配(BTDAMA)方式。CFDAMA结合了终端的业务量和类型灵活地调整时隙分类方案，在平均延自由分配和按需分配方式的特点，可以灵活地根据终端业时和延时抖动方面相较CFDAMA和BTDAMA有较大改务量分配信道资源，从而提高信道利用率。但是随着负载善。的增加，信道利用率较高，但是时延性能下降严重，这主要1网络模型和信源模型是由于多次请求再分配策略的影响和预约请求的冲突概率本文研究的卫星网络模型以一颗具有星上处理功能的增大造成的。BTDAMA方式的特点是请求机制和调度机GEO卫星为中心的形状网络，各地面终端采用时分多址

7、(TDMA)方式接入网络，共享一个上行信道。地面终端在制的分离，为突发业务的终端分配连续的信道资源，避免了预定时隙发送请求，位于卫星上的调度器负责完成时隙资多次请求所带来的时间浪费，对于突发业务的传输，实现了源的分配和业务转发。卫星通信模型如图l。较好的时延性能。但分配信道资源时没有考虑各终端的业收稿日期：2012-04—16第ll期王艳良，等：一种基于预测的卫星网络BTDAMA协议性能分析75针对卫星业务特征和现有研究成果，通常采用ON／平轮询式分配。当终端从ON状