低轨卫星网络用户位置管理策略研究

摘要

在卫星通信领域，针对低轨卫星移动通信系统的研究是近年的热点。位置管理技术作为低轨卫星移动通信系统的一项关键技术，关系着整个网络的性能。随着移动用户数量日渐增长，位置管理策略对网络信令负荷和网络数据库访问负荷的影响越来越显著。好的位置管理策略可以大大降低系统运行开销，显著提高系统性能。如何平衡位置登记与位置查找的开销，降低系统用于移动用户的位置跟踪及查找的总费用是位置管理研究的主要问题。
　　本文首先介绍了移动网络中的几种定位方法，分析了可以用于移动通信网络位置管理的三种数据库结构及它们的试用范围，并将低轨卫星通信系统中常用的位置管理策略进行了分类，就其中的三种位置区划分策略：按卫星覆盖范围划分位置区、按地面站覆盖范围划分位置区以及卫星和地面站联合划分位置区进行了重点分析。
　　接下来，提出了基于两种位置区的双重越区位置更新策略。网络采用按卫星以及按地面站两种划分位置区的方法，用户只需在同时跨越两种位置区边界时进行位置更新操作。在仿真分析中，针对三种不同移动特性的用户，分别分析了三种已有划分位置区的位置管理策略（基于地面站、基于卫星以及地面站和卫星相结合）以及双重越区位置更新策略的位置更新性能。验证了双重越区位置更新策略能够保证网络的低位置更新开销。
　　最后，本文在基于两种位置区的基础上，提出了针对于双重越区位置更新策略的两步寻呼策略。当网络需要传递呼叫时，首先在用户所注册的卫星下对其进行寻呼，若呼叫不成功，则根据网络状况相应地在用户所在地面站覆盖范围内进行寻呼。通过数学算法比较了本策略与基于地面站覆盖范围划分位置区寻呼策略的寻呼带宽以及寻呼时延性能。
　　结果表明，双重越区策略在保证低位置更新开销的基础上，与按地面站覆盖范围划分位置区策略相比在寻呼带宽性能方面占优，降低了网络的寻呼开销，但相对寻呼时延有所增加。

目录

低轨卫星网络用户位置管理策略研究

LOCATION MANAGEMENT IN LEO SATELLITE NETWORK

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的内容和结构

第2章 位置管理策略分析

2.1 移动通信网络中常见的定位过程

2.2 常见的位置数据库结构及其布置

2.3 LEO卫星移动通信系统中的位置管理策略

2.4 本章小结

第3章 LEO卫星通信系统双重越区位置更新策略

3.1 传统LEO卫星通信系统位置更新策略分析

3.2 双重越区位置更新策略

3.3 双重越区位置更新策略的性能分析

3.4 本章小结

第4章 基于双重越区策略的寻呼算法研究

4.1 基于双重越区位置更新策略的两步寻呼算法

4.2 分步寻呼策略的寻呼代价分析算法

4.3 基于双重越区位置更新策略的两步寻呼策略性能分析

4.4 本章小结

结 论

参考文献

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