低轨卫星(LEO)网络由于覆盖范围广,地理因素影响小等特点,受到了各个国家的广泛关注。在过去的几十年里,低轨卫星网络飞速发展,终端用户的数量越来越多,低轨卫星网络的负载也越来越高。相比于地面无线局域网,低轨卫星网络的传输时延较长,且业务多为突发类型,数据包的长短不一。现有的卫星网络按需多址接入技术对于突发类型的短数据包业务存在传输时延较长的问题,而随机多址接入技术虽然能够保证突发业务分组的及时发送,但在网络负载较高时,冲突严重,分组成功概率较低,此时,分组被迫进行重传,传输时延也会急剧增加。因此,针对高负载场景,如何设计新型的多址接入技术方案成为低轨卫星网络亟需解决的重要问题。针对上述问题,本文进行了如下研究:1.随机多址接入技术能够较好地适用于长时延、突发类型数据包较多的低轨卫星网场景。为了解决随机多址接入技术在网络负载较高时分组冲突严重、系统性能较低的问题,本文提出了混合动态分区多址接入技术(HDPMA),该多址接入技术在保留随机多址接入技术的基础上引入了固定多址接入技术。混合动态分区多址接入技术将一个TDMA帧分为随机接入区和固定接入区,固定接入区传输长数据包,随机接入区以争用解决多样性时隙ALOHA(CRDSA)方式传输短数据包。为了保证随机接入区和固定接入区彼此分离,没有穿插,给出了固定接入区资源分配策略。固定接入区设有最大阈值以保障随机接入区用户的公平性,并且在负载较高时还引入了流量控制机制。仿真结果显示,这种将数据包区分处理的方式既能够保证长数据包的高效稳定传输,又降低了短数据包分组碰撞的概率,在负载较高时,系统仍然能够获得较高的吞吐性能和时延性能。2.为了区分用户发送的数据包长短类型,发送端与接收端往往需要进行频繁的信令交互,在长时延卫星网络中,这种往返的信令交互会带来极大的传输时延。为了解决这个问题,在HDPMA中,发送端发送的每个分组中都包含一个标志数据包长短的标识位,这种捎带标识方式不会在原有的随机多址接入机制中引入额外的传输时延,保障分组的平均传输时延维持在较低水平。3.为了验证提出的HDPMA在实际场景中的可行性,本文设计了基于混合动态分区多址接入技术平台演示验证方案,该方案由ARM侧软件及可编程逻辑侧硬件两部分组成,包括众多的软件及硬件模块,如时隙选择、时隙分配、干扰消除等模块,并给出了适用于HDPMA多址接入技术的新型帧格式设计。最后利用FPGA开发板ZC706实现了该演示验证平台,验证了本文提出的混合动态分区多址接入技术在实际场景中的可行性。