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ATM(异步传输模式)技术作为宽带综合业务数字网、因特网以及其他传输技术的核心基础，实行灵活的业务管理、按需分配带宽并兼容现有的通信协议，可以快速提供具有服务质量担保的语音、视频和数据传输。卫星具有广播及多播功能，实施灵活带宽分配，通信覆盖面广，能快速部署，可进行多点对多点间通信。
近年来，受世界范围因特网、多媒体通信和商业运营的驱动，对宽带电信服务的需求增长迅猛。现有电信网络带宽容量有限，将卫星和ATM网络结合起来可以提供功能强劲的通信系统，能满足当前及未来政府、公司、医疗和教育市场需求。宽带卫星网络的媒体接入控制协议(MACprotocol)在保障各类业务服务质量的同时，对提高卫星信道的利用率起着重要作用，对宽带卫星ATM网络MAC协议的研究是宽带卫星网络技术的重要研究课题。对于宽带地球同步轨道(GEO)卫星ATM网络，较大的传播时延使得在保障卫星信道利用率的同时，减小业务的端-端时延成为宽带GEO卫星ATM网络MAC协议研究的重点。
论文针对宽带卫星ATM网络环境，提出适合ATM多业务的混合式自由/随机预约自适应分配CFRRAA(CombinedFree/RandomReservationAdaptiveAssignment)协议。CFRRAA协议成功地结合了混合式按需/自由分配CFDAMA(CombinedFree/DemandAssignmentMultipleAccess)及随机预约自适应分配(RRAA：RandomReservationAdaptiveAssignment)协议的特点，采用MF-TDMA方式，在由有限个突发信源地面站组成的地球同步轨道卫星网络中，提供了较好的时延性能。
本文研究在传输ON-OFF信源情形下，如何提高CFRRAA协议的时延性能。CFRRAA协议相对于RRAA协议作两方面改进，一方面对rt-VBR(实时可变比特率)业务实施可变DAMA速率分配，可节省信道资源；另一方面，对UBR业务实施不同的发送/预约策略，同时充分实施剩余时隙再分配，改善UBR业务端—端时延。论文给出了CFRRAA协议的性能评估方法。通过对CFRRAA协议的数学分析，获得了决定协议性能的主要因素。CFRRAA协议的计算机仿真评估采用功能强大的网络仿真软件OPNET，论文给出了CFRRAA协议的OPNET仿真模型。
提出了对于CBR、rt-VBR业务采用混合式随机接入/捎带预约方式的CFRRAA-CR(Combinedrandomaccess/piggybackingRequest)协议，在自由接入时隙仍采用与RRAA协议相同的策略以时隙Aloha方式发送UBR业务分组。仿真结果表明，CFRRAA-CR协议与RRAA及D-RRAA协议相比，具有改善rt-VBR时延/吞吐量性能的优势。
基于CFRRAA-CR，对于UBR业务提出了采用混合式随机发送/捎带预约方式的CFRRAA-CR(RaP)(combinedRandomsending/Piggybackingrequest)协议计算机仿真模型，对CFRRAA-CR(RaP)协议的性能进行了计算机仿真性能分析，在传输不同突发强度的IPP(InterruptedPoissonProcess)、IFP(InterruptedFluidProcess)信源情形下，对CFRRAA-CR(RaP)协议和RRAAA、D-RRAA协议的性能进行了比较、分析，仿真结果说明，由于结合了随机发送和捎带预约方式的优势，CFRRAA-CR(RaP)协议能提高协议的时延性能。
提出一种采用轮询策略(RoundRobinstrategy)发送UBR业务分组的CFRRAA-CR(RR)协议，在此基础，又提出采用混合式轮询发送/兼捎带预约(combinedRoundrobinsending/Piggybackingrequeststrategy)策略的CFRRAA-CR(RP)协议，给出了CFRRAA-CR(RR)和CFRRAA-CR(RP)协议的计算机仿真模型。通过计算机仿真，在传输不同突发强度的IPP、IFP信源情形下，对CFRRAA-CR(RP)协议和CFRRAA-CR(RR)、CFRRAA-CR(RaP)、RRAA、D-RRAA协议的性能进行了比较。计算机仿真结果证明：在传输不同突发强度的IPP、IFP信源情形下，CFRRAA-CR(RP)协议能实现更佳的时延/吞吐量性能，满足更低的时延约束要求。
针对CFRRAA-CR(RaP)协议上行链路帧剩余时隙提出优化改进方案，给出对于UBR业务采用加权自由时隙分配的CFRRAA-CR(W)(Weightedfreeassignment)协议和采用预测预约时隙分配的CFRRAA-CR(P)(Predictiverequest)协议。在对各协议进行描述后，介绍协议的计算机仿真模型，通过仿真，证明在改善UBR业务端—端时延性能方面，CFRRAA-CR(P)协议具有优于CFRRAA-CR(W)、CFRRAA-CR(RP)和CFRRAA-CR(RaP)协议的特点。最后采用相同突发强度但相关特性不同的IFP和Pareto信源模型作协议性能比较，得出信源相关特性对协议性能评估起重要影响作用的结论。