[发明专利]一种基于增强争用解决Aloha的天基信息港接入方法

说明书

本发明公开了一种基于增强争用解决Aloha的天基信息港接入方法，属于卫星通信领域，用以解决高动态终端与新一代天基信息港系统通信时，面临的快速接入的问题。该方法首先构建系统卫星接入系统模型；然后当用户终端有接入需求时，利用接入控制来计算发送数据包的具体时刻，当数据包发送时，用户终端利用本地时钟将信道划分为时隙，随机将数据包放入时隙中发送；最后利用用户终端在通信过程中被系统多星覆盖的特点，每颗接受端卫星接收到数据包后，将数据包转发到天基信息港中进行干扰消除，直到成功解码出所有数据包或者到达最大迭代次数为止。本发明可以优化系统的吞吐率与丢包率指标，提升资源利用率，并可以优化高动态终端的首次接入成功率。

技术领域

本发明提供了一种基于增强争用解决Aloha的天基信息港接入方法，属于卫星通信领域。主要涉及一种面向新一代天基信息港系统高动态终端的可靠的快速接入方法。

背景技术

随着“空天技术”的发展与成熟，满足天基信息业务多样化与实时化发展要求的天基信息港的概念应运而生。天基信息港有着较强的在轨信息转发与处理能力。物理层面上，天基信息港是由五颗同步地球轨道卫星(Geosynchronous Orbit，GEO)通过倾角隔离与偏心率隔离的方法组合在一起，形成的一个“虚拟大卫星”；逻辑层面上，天基信息港是通过“池化”技术将五颗GEO的计算、存储能力统一起来而形成的一个信息处理与转发的“计算平台”。如图1所示，天基信息港系统主要由天基信息港、低轨道卫星(Low Earth Orbit，LEO)网络以及相关地面配套设施组成，并通过高速激光链路实现卫星间与卫星地、面地之间的连接。

天基信息港系统可以为各类用户提供通用化与定制化的信息服务，各类用户可以按照通信终端速率的高低分为高动态终端与低动态终端。高动态终端一般指代的是临近空间飞行器，与LEO对地速率相比，不可忽略，具有飞行速度快，飞行距离远，机动能力强等独特优势。低动态终端一般指的是手持接入通讯设备与一般交通工具接入通信终端，通信终端速率相对于LEO对地速率来说，可忽略不计。

天基信息港有着较强的在轨信息处理与服务能力，可以取代现有的地面指挥设施进行信息决策，并利用高速激光链路传递数据信息，能够优化数据信息传递链路，减少传播时延。高动态终端在执行任务时，利用高速激光链路接入到天基信息港系统中实现信息装订，优化了高动态终端与指挥系统之间信息传输的难度。

卫星网络中接入的目的是让用户终端与卫星网络之间建立一条逻辑通信链路，是确保卫星无线通信质量好坏的重要技术之一。现有的卫星网络多址接入技术可以分为两类：无冲突接入技术和基于竞争的接入技术，其中无冲突的接入技术又可分类为固定分配接入技术和按需分配接入技术。

常见的固定分配接入技术主要有时分多址接入技术(Time Division MultipleAccess，TDMA)、频分多址接入技术(Frequency Division Multiple Access，FDMA)、码分多址接入技术(Code Division Multiple Access，CDMA)和空分多址接入技术(SpaceDivision Multiple Access，SDMA)。固定分配接入技术信道利用率较高，适用于用户终端固定，业务恒定的场景。但是面对突发性强，占空比较高的业务时，其信道利用率较低，容易造成信道资源的浪费。而天基信息港系统支持下的高动态终端执行的相关任务突发性较高，因此固定分配接入技术不适合该场景。

按需分配多址接入(Demand Assignment Multiple Access，DAMA)技术结合了随机竞争与固定分配的思想。其主要思想是用户终端一侧通过随机竞争的方式请求信道资源，接收端一侧根据接收到的请求，将卫星信道分配给用户终端。但是当用户终端的接入请求较为频繁时，请求分配资源的过程降低了效率，并且增加了不必要的传播时延。