空间信息网络多址接入技术研究进展

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用

2017，53（21）1引言我国正处于空间信息网发展进程的关键时期，通信卫星、数据中继卫星、高分辨率对地观测卫星、北斗导航卫星、载人航天、探月工程等各类航天器系统，都呈现出全域覆盖、网络扩展和协同应用的发展趋势，需要提升空间信息的时空连续支撑能力，解决高动态条件下空间信息的全天候、全天时快速响应和大范围覆盖问题[1]。空间信息网络基本结构如图1，包括：GEO （Geosynchronous orbit ）卫星为主的骨干网、其他用户航天器组成的接入网以及各类用户以及地面控制站等部分。不同于地面信息网络，空间信息网络具有四个最突出特征，即网络异构、业务异质、大时空尺度和网络资源有限[2]。如何在

满足空间信息网络突出特征条件下，使空间移动用户终端在高动态过程中实现自主、快速入网，异构异质用户与空间信息骨干网间的多址接入成为空间信息网络组网亟需解决的关键科学问题[2]。空间多址接入的特点在于网络无需根据接入点参数规划进行配置更新，且用户接入后也不会对整体网络性能造成巨大影响，以此保证业务信息的连续性，实时性和可靠性，多址接入技术将成为未来空间信息网络接入技术的必然发展方向。面向空中和地面用户，现有的卫星通信系统多址接入方式可分为以下两类。一类为星间的多址接入方式，空间信息网络多址接入技术研究进展

王星宇，李勇军，赵尚弘

WANG Xingyu,LI Yongjun,ZHAO Shanghong

空军工程大学信息与导航学院，西安710077

Institute of Information and Navigation,Air Force Engineering University,Xi ’an 710077,China

WANG Xingyu,LI Yongjun,ZHAO Shanghong.Research on multiple access technologies for space information https://www.360docs.net/doc/2914087329.html,puter Engineering and Applications,2017,53（21）：8-16.

Abstract:Space information network is characterized by high dynamic topology,large spatial and temporal scale,diversi-fied tasks and limited on-board computing resources.With the maturity of satellite networking and the increasing of space activities,the dynamic Multiple Access Control （MAC ）has become a key technique that influences network performance.In this paper,the typical characteristics of MAC are addressed.The performances of three classical MAC protocols （contention based distributed access control,conflict-free centralized access control and hybrid multi-protocol access control ）are investigated.And their strengths and weaknesses are analyzed as well and presents its typical application scenario and adaptive mechanism in the future.

Key words:space information network;multiple access technology;dynamic access;satellite networking

摘要：空间信息网络具有高动态拓扑，大时空尺度、多样化业务和星上资源受限等特点。随着星间组网技术的日益成熟和航天活动的不断增加，航天器用户的动态多址接入问题已经成为影响网络性能的关键因素，得到了国内外研究机构的广泛关注。首先分析了典型多址接入技术的主要特点；然后在空间信息网络场景中，对基于竞争的分布式接入控制、基于无冲突的集中式接入控制以及多协议混合接入控制等三种多址接入技术进行了性能分析，对比剖析了三种多址接入方法的优势与不足。最后，分别提出了典型多址接入技术在未来空间信息网络中的典型应用场景和适应性改造方法。

关键词：空间信息网络；多址接入技术；动态接入；星间组网

文献标志码：A 中图分类号：TN915doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1708-0346

基金项目：国家自然科学基金重点项目（No.61231012）；国家自然科学基金重大研究计划（No.91638101）。

作者简介：王星宇（1994—），男，硕士研究生，主要研究领域为星间多址接入技术，E-mail ：279368760@https://www.360docs.net/doc/2914087329.html, ；李勇军（1979—），

男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究领域为卫星光通信与网络，空间微波光子技术等；赵尚弘（1964—），男，教授，博士生导师，主要研究领域为激光原理技术，卫星光通信与网络等。

收稿日期：2017-08-28修回日期：2017-09-29文章编号：1002-8331（2017）21-0008-09

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