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基于VDE-SAT公告牌的时隙分配技术研究
| 论文题名： | 基于VDE-SAT公告牌的时隙分配技术研究 |
| 关键词： | VDE-SAT公告牌;时隙分配;决策分析背包;先来先服务;动态优先级 |
| 摘要： | 甚高频数据交换系统（VHFDataExchangeSystem，VDES）作为新一代海上数字通信系统，为海上用户大带宽、高速率、远距离通信提供了新的手段。VDE卫星（VDE-Satellite，VDE-SAT）子系统是实现VDES全面操作能力的最后一项组成单元，其目标之一是为船站提供高速的通信服务。然而，卫星网络成本昂贵、链路资源有限，使得VDE-SAT资源管理面临巨大挑战。因此，VDE-SAT的时隙资源管理成为VDE-SAT研究领域的关键问题之一。本文基于VDE-SAT公告牌研究了时隙分配技术，为VDE-SAT资源管理方面的研究奠定了基础，为相关标准和指南的制定提供了参考。 首先，本文对VDE-SAT的业务流程和相关技术特性进行了梳理，建立了系统化的理论研究背景。其次，针对目前VDES技术特性标准ITU-RM.2092-1中未给出明确的VDE-SAT时隙分配算法的情况，本文选取多背包算法作为VDE-SAT子系统时隙分配的求解方向，综合考虑网络效率和服务质量，提出了一种基于决策分析背包（DecisionAnalysisKnapsack，DAK）的时隙分配算法。该算法在执行多背包算法之前对数据包进行预处理，利用决策分析理论计算用户队列的动态优先级，按照该决策分析结果执行多背包算法，为数据包分配时隙。实验结果表明，DAK时隙分配算法相较于改进前的背包算法而言，队列长度明显减小且传输价值显著增大，即通信效率和服务质量都得到了提升，且相较于无线通信网络中常用的先来先服务（FirstComeFirstServed，FCFS）算法而言，更适用于VDE-SAT子系统。 此外，根据VDE-SAT的业务流程，时隙分配算法必须与公告牌协调工作才能实现系统性能的最优化。因此，本文给出了VDE-SAT公告牌的配置模型，并在该模型的基础上，设计了VDE-SAT公告牌的调配策略，随后将公告牌调配策略与DAK时隙分配算法协调作用于VDE-SAT的资源管理机制，解决了当前单一公告牌无法为多种场景提供最优系统性能的问题。实验结果表明，时隙分配算法与公告牌调配策略协调工作能将系统的包投递率提升10%左右。 在上述研究的过程中，本文基于OMNeT++开发环境，搭建了VDE-SAT的系统模型，模拟了船与卫星之间的数据交换过程，为VDE-SAT时隙分配技术的研究提供了可靠有效的实验平台。该设计基于船节点、卫星节点的分层结构实现了数据流的交互，具有公告牌调配和时隙分配功能。在仿真过程中，通过对仿真结果的收集与分析，验证了基于VDE-SAT公告牌的时隙分配技术的有效性。 |
| 作者： | 柳俊婷 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 姜毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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