卫星网络多址接入协议与认证方法研究

摘要

卫星网络多址接入协议的设计关乎整个卫星通信系统的信道资源利用率和业务的QoS，要想既高效占用信道资源又满足各种业务的QoS，必须设计合理的卫星网络多址接入协议。另一方面，接入卫星网络的用户身份是未知的，如果任意用户都可以接入卫星网络进行通信，那么卫星网络将会存在极大的安全隐患，只有通过卫星通信系统认证的用户才可以接入并获取服务，所以设计合理的卫星网络接入认证方法至关重要。
　　本文对现有卫星网络多址接入协议与认证方法进行归纳总结，分析了目前多址接入协议与认证方法的优缺点以及现有的方法用于卫星网络中存在的问题。本文提出了基于灰色预测的混合自由/按需分配多址接入协议，在接入方面，加入了灰色预测方法，使得用户预约的时隙数要多于现有的突发分组数；在带宽分配方面，加入了用户优先级分配算法，给用户需求高的用户设置更高的优先级，优先分配卫星信道资源。通过OPNET对该协议进行仿真建模，实验结果表明该协议在吞吐量和端到端时延方面表现出较好的性能，提高了整个系统的信道利用率。
　　另一方面，本文提出了基于信关站的卫星网络匿名认证方法，采用MD5算法生成消息认证码，实现卫星网络与用户的双向认证，并将大部分的认证工作从网络控制中心（NCC）转移到卫星网络中的信关站上，大大降低了网络控制中心（NCC）的计算量。将该方法与现有的几种卫星网络认证方法进行安全性对比分析，并通过网络编程仿真，实验结果验证了该方案的可行性。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题来源及本人工作

1.3 论文结构和安排

第二章 卫星网络概述

2.1 卫星通信系统组成结构

2.2 卫星网络分类概述

2.3 卫星网络接入关键技术分析

2.4 本章小结

第三章 卫星网络多址接入协议与认证方法研究现状

3.1 多址接入协议研究现状

3.2 卫星网络接入认证方法研究现状

3.3 本章小结

第四章 基于灰色预测的卫星网络多址接入协议研究

4.1 混合自由/按需分配多址接入算法（CFDAMA）

4.2 基于灰色预测的混合自由/按需分配算法（CFDAMA-GF）

4.3 仿真结果分析

4.4 本章小结

第五章 基于信关站的卫星网络匿名认证方法研究

5.1 系统模型

5.2 MD5算法概述

5.3 基于信关站的卫星网络匿名认证方法

5.4 仿真分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢