卫星通信系统ALOHA技术分析论文

　　摘要：ALOHA技术作为一种常见的数据网络通信接入技术，已经在卫星通信系统中得到了广泛应用。文章简要介绍了ALOHA技术，对常见技术类型进行了分析，并详细探讨了时隙ALOHA技术稳态控制侧策略，仅供参考。

　　关键词：卫星通信系统;ALOHA技术;常见类型;稳态控制策略

　　一、ALOHA技术简要介绍

　　ALOHA技术属于一种随机多址通信技术，对于多个分散的用户来讲，借助ALOHA信道便可以使用中心计算机，完成一点到多点的数据通信。该项技术建网简单，多个发射机可共用一个信道，即便通信网络中有多个用户存在，一个高速接口即可满足通信需求，同时可以保证不同用户之间信息发送的实效性[1]。正是由于ALOHA技术所体现出的众多优点，已经被广泛应用于卫星通信系统中。

　　二、卫星通信系统中的常用ALOHA技术

　　当前比较常见的ALOHA技术主要包括纯ALOHA技术、时隙ALOHA技术、扩频ALOHA技术等几种，不同类型技术的工作原理存在一定差异。首先，纯ALOHA技术出现最早，接入方式也最为简单，当站点有帧存在时，便会马上通过信道发送，在规定时间内收到应答，表示发送成功，否则需重新发送，重发时需要暂时等待，然后在任意应时间点再次发送，直到最后发送成功。卫星通信系统中的纯ALOHA技术，数据是否发送成功的确认时间最短为270ms，该技术信道利用率仅有18.4%。其次，时隙ALOHA技术可以提高信道利用率，最高可达36.8%。在使用时根据每一帧发送所用时间，将其作为一个时间槽，对信道时间进行划分，时槽开始后才可发送站点，如果发送不成功，则按照纯ALOHA技术重发策略进行重发，直到发送成功[2]。

　　三、ALOHA技术稳态控制策略

　　现阶段，在卫星通信系统中，时隙ALOHA技术的应用最为普遍，但是在工作过程中，信道负载的增大会影响系统稳定性，为避免饱和与振荡现象的出现，需要采取相应的稳态控制策略，比较常见的主要包括输入控制、重发控制及输入重发控制三种。采用输入控制策略时，为避免造成信道拥塞，应设定系统中的最大加压终端数量，对信道做出限制，当超过设定值后，不允许再接入用户分组。采用重发控制策略时，为避免造成信道拥塞，应设定系统中的.最大加压终端数量，并限制分组重发时间，当超过设定值后，延长重发延迟时间。采用输入重发控制策略时，要同时控制信道内积压终端数量和分组重发时间。对于这三种稳定控制策略的实现，要先估算系统的积压终端数，然后将估算结果反馈至各个终端。在此基础上，此次研究对稳态控制策略做出了改进，其主要是对积压终端数估计算法进行修正。该算法中运用了伪贝叶斯算法，假设第k个时隙起始时，积压终端数为kn，再结合此时时隙接收状态的不同，对下一个时隙起始时积压终端数进行估算，表示为1kn+。采用该修正估算算法进行仿真分析，最终结果显示，如果终端处于空闲状态，每个时隙产生新分组概率表示为到达率，当其数值较低时，时延最短的为纯ALOHA技术，但是当到达率逐渐变大后，采用输入控制策略的时隙ALOHA技术时延优势越来越明显，这是由于采用稳态控制策略后，即便是到达率不断增大，也可以有效控制积压终端数，降低其发送分组碰撞几率，不会影响吞吐率的持续增大。另外，时隙ALOHA技术引入输入控制策略后，分组丢失率会因为门限的存在而略微增大，但是能够显著缩短系统分组成功传输延迟时间，证明了此次修正算法的有效性。同时，卫星通信系统中经常遇到信号被遮蔽现象，陆地上的树木、建筑及地貌等，都会对信号接收功率造成影响，无法保证信号成功接收。而运用捕获效应可以有效解决这种问题，同时发送多个分组，卫星成功接收到的分组数量仅有一个时，其他分组信号将会被遮蔽，而被接收的分组不会发生碰撞，此时便可以改善遮蔽效益，提高卫星通信系统工作性能。

　　四、结语

　　ALOHA技术在卫星通信系统中应用广泛，基于通信需求的不断提高，便需要加大这方面技术的研究力度，在原有稳态控制策略基础上做出优化和改进，确保卫星通信系统稳定性。同时还应借助捕获效应，改善遮蔽效益，实现对系统通信功能的改良，以充分发挥ALOHA技术的应用价值和应用优势。

　　参考文献

　　[1]朱巍,梁俊,肖楠,等.随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略[J].空军工程大学学报自然科学版,2015(6):17-21.

　　[2]陶孝锋,任德锋,董超,等.卫星通信系统中的ALOHA技术[J].空间电子技术,2014(1):59-63.