高 倩，张更新

0 引 言

卫星通信系统覆盖范围广，不受地理因素的影响，能经济地实现广播、多址通信。尤其是低轨卫星通信系统，还具有传输损耗小、传播时延短、多颗卫星组成的星座可以实现全球无缝覆盖、地面终端设计可以小型化的特点，因而成为辅助地面网络实现万物互连的最佳选择之一。

低轨卫星物联网应用场景大体分为两类：（1）时延容忍型应用（Delay Tolerant Applications，DTA），如环境监测、水文监测等；（2）时延敏感型应用（Delay Sensitive Applications，DSA），如智能电网、灾区救援等。本文主要讨论DTA场景下低轨卫星通信系统反向链路的多址接入技术[3]。

1 多址接入协议的性能分析

多址接入协议属于网络协议栈中的链路层，工作于卫星通信的上行链路，主要解决多个用户如何共享传输介质的问题，包括调整和控制各接入用户数据包的传输、包的重传及碰撞解决方案等。它的性能高低直接影响网络高层协议的性能。低轨卫星物联网中卫星覆盖范围大，接入同一颗卫星的用户终端数较多，通信业务以短数据包为主，且具有突发性强、业务量分布不均匀的特点。由于卫星的带宽和功率资源都是有限的，如何提高带宽利用率，以传输更多的数据，并保证在卫星过境的短时间内将尽可能多的数据传输至卫星，是多址接入协议需要重点解决的问题。研究表明，随机多址接入方式具有信令开销小、灵活性高、易于实现的优点，比较适合应用于低轨卫星物联网DTA应用场景。下面将分别阐述传统的随机多址接入协议[4]及改进后的增强型随机多址接入协议，并分析其吞吐量性能。……