寬帶多媒體衛(wèi)星星上ATM交換技術的研究.pdf

1、近年來，隨著通信技術的發(fā)展和人們對多媒體通信業(yè)務的廣泛需求，寬帶多媒體衛(wèi)星通信已成為人們關注的焦點。通信衛(wèi)星也已經從一個透明轉發(fā)器逐步發(fā)展成為采用星上處理和星上交換技術的再生式轉發(fā)器。星上處理及星上交換等技術不僅可以提高信息傳輸能力，還可以使系統(tǒng)更為靈活，適應性更強。與面向非連接的IP交換技術相比，面向連接的ATM交換技術發(fā)展的更為成熟穩(wěn)定，它不僅可以靈活分配帶寬、提供端到端服務質量保證，還可以在將來通過軟件來進一步升級。本文在分析國內

2、外相關文獻的基礎上，針對一種采用星上ATM交換體制的寬帶多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)，從星上有效載荷部分所面臨的問題出發(fā)，深入研究了以下幾個問題：
　　第一，對星上ATM交換結構進行了分析。隨著衛(wèi)星通信系統(tǒng)規(guī)模的擴大和交換技術的發(fā)展，星上交換結構從簡單的單路徑結構發(fā)展到復雜的多路徑網絡，對星上交換結構性能的要求也更側重于擅長應對突發(fā)業(yè)務和熱點業(yè)務。本文通過分析比較現(xiàn)有的幾種星上ATM交換結構的時延特性，給出了一個基于Benes網絡的星上AT

3、M交換結構。
　　第二，對星上ATM交換結構中路由算法的研究。分析Benes網絡的路徑特性，指出Benes網絡的路由功能是由其分發(fā)網中的分發(fā)算法來決定。考慮到衛(wèi)星業(yè)務流量的隨機性和突發(fā)性會引發(fā)星上交換結構擁塞，并引起過多的交換時延，本文提出了一種將蟻群尋路機制與擁塞規(guī)避機制相結合的蟻群分發(fā)算法。該算法能夠有效降低擁塞，減少交換時延，尤其是在處理突發(fā)業(yè)務和熱點業(yè)務時比其他經典算法具有更佳的時延特性。
　　第三，對多優(yōu)先級緩存管

4、理策略進行研究。緩存管理策略是緩存管理的重要組成部分，對保證端到端服務質量十分關鍵。鑒于當前緩存管理策略對流量變化的適應性方面的不足，本文提出了一種改進的多優(yōu)先級動態(tài)閾值優(yōu)化策略。該策略充分考慮輸出帶寬服務速率對不同優(yōu)先級信元閾值的影響，結合輸出帶寬來調整閾值，與經典的緩存管理算法相比，在信元丟失率和吞吐性能等方面均有明顯改善。
　　第四，對基于隊列和負載狀態(tài)的早期分組丟棄算法的研究。信元丟棄策略是緩解星上緩存短期擁塞的重要手段，

5、與星上緩存管理策略相結合能更好的提高星上緩存性能。鑒于現(xiàn)有星上信元丟棄策略在穩(wěn)定性方面的不足，提出了一種基于隊列和負載狀態(tài)的早期分組丟棄算法，該算法利用隊列長度和負載狀態(tài)作為參數(shù)來調整信元丟棄概率，不僅在穩(wěn)定性方面優(yōu)于其他算法，同時在信元丟失率和吞吐性能方面也具有一定優(yōu)勢。
　　第五，對星上擁塞控制機制的研究。衛(wèi)星閉環(huán)擁塞控制機制可以有效緩解非實時業(yè)務的長時突發(fā)引起的星上擁塞。為了提高擁塞規(guī)避效果，目前主要采用定期監(jiān)測定期反饋方案