智能分布式卫星组网管理方法

现有的地面网络管理技术很难适用于卫星组网的管理.在分析卫星组网特点及其管理需求的基础上,提出了一重强调智能协作的分布式网络管理方法--自主网络管理.根据不同的管理分站,整个网络被划分为不同的管理子网,管理分站不仅负责子网内的管理,同时还可以通过管理分站间的协作,完成对整个卫星组网的管理.卫星组网自主管理功能包括故障管理、性能管理和拓扑管理.最后给出了卫星组网自主管理的一般流程和管理分站间的协作模型,该协作模型可以根据网管任务动态建立,具有一定的灵活性和可扩展性.     

基于层次分析法的空间信息网管理域划分算法

空间信息网是一种由陆海空天信息系统构成的智能化网络,针对空间信息网网络管理可扩展性方面的要求,提出一种管理域划分算法。建立基于动态分层结构的网络管理组织模型,使用层次分析法(AHP)选举管理分站,规划合理的管理区域;采用移动代理技术迁移管理分站的功能进行管理域维护,并提出包括管理域合并、分裂、切换的维护机制。仿真实验对管理域划分开销、划分时间和管理数据采集时间进行了分析,结果表明算法能有效执行空间信息网管理区域的划分。     

流星余迹通信网络的路由算法

流星余迹通信是一种重要的应急通信方式。其通信网络具有传输延时长和链路间歇中断的特点,适用于这种特殊网络的路由算法具有明显的针对性,有待深入研究。文中在研究流星余迹网络拓扑结构的基础上,基于OPNET仿真软件构建流星余迹组网模型,结合适用于DTN(Delay Tolerant Network)网络的ED(Earliest Delivery)算法和EDLQ(Earliest Delivery with Local Queue)算法的特点,分析通信时延模型,提出一种改进的OED(Optimistic Earliest Delivery)算法。基于已建立的模型对数据传输成功率和网络吞吐量进行仿真。仿真结果表明,OED算法在组网网络的数据吞吐量和数据传输成功率方面优于ED算法和EDLQ算法,能够避免因队列溢出导致的数据包丢失;通过增大节点容量,OED算法的数据通过率相对于ED算法和EDLQ算法分别提升了20%和8%;路由算法的选择不影响流星余迹节点间链路的平均持续时间和平均中断等待时间。OED算法在流星余迹网络中具有较强的适应性,能够为流星余迹组网的建设提供参考。     

基于图论优化模型的自组织网络算法与网络吞吐率分析

研究了分布式自组织无线通信网的组网问题,提出了一种充分利用网络拓扑结构信息的优化组网算法,该算法具有网络控制节点数少、节点之间通信链路简化等优点,在组网后规定网络通信路由的情况下,利用ＣＳＭＡ作为信道舆协议,对网络中节点之间通信的吞吐率进行了分析,在给定节点平均通信业务量的条件下,分析了整个网络的吞吐率,推导了模型参数的估值公式,计算机传真结果表明,优化网络的性能 于已有组网算法构建的网络。     

基于Mesh结构的海上无线局域网组网性能研究

为解决海上通信网络高带宽、自组织、强实时性等通信需求,在分析无线Mesh网络特点和组网结构的基础上,提出了一种将网状结构与无线局域网相结合的多跳组网模式。通过智能天线技术和空中中继平台增加网络覆盖范围,并利用OPNET对该网络结构进行仿真实现,结果表明,该网络结构在吞吐量、丢包率和时延等性能方面有着良好的表现。WAMesh网络可满足海上移动环境中高速率、低时延的传输要求,对Mesh网络在军事领域的深入研究具有一定的参考价值。     

高效低时延的LR-WPAN Mesh地址分配算法

针对IEEE 802.15.5标准中低速率无线个域网(LR-WPAN) Mesh的地址分配算法在地址分配通信开销和时间方面存在冗余的问题,提出一种高效低时延的地址分配(HLAA)算法。该算法通过使用入网申请消息替代专门的地址申请消息和删除地址分配消息中的冗余字段,减少了通信开销并降低了组网时延。仿真结果表明:与现有的低速率无线个域网地址分配算法相比,HLAA算法的通信开销减小了22.15%,组网时延则降低了7.68%。     

高效低时延的LR-WPANMesh地址分配算法

针对IEEE 802.15.5标准中低速率无线个域网(LR-WPAN)Mesh的地址分配算法在地址分配通信开销和时间方面存在冗余的问题,提出一种高效低时延的地址分配(HLAA)算法。该算法通过使用入网申请消息替代专门的地址申请消息和删除地址分配消息中的冗余字段,减少了通信开销并降低了组网时延。仿真结果表明:与现有的低速率无线个域网地址分配算法相比,HLAA算法的通信开销减小了22.15%,组网时延则降低了7.68%。     

面向异构通信卫星的地球站组网规划方法

经过多年的建设发展,卫星通信已经形成了多系列卫星并存、相互支撑、相互补充的通信系统。然而,由于各卫星系统建设时间跨度大,通信技术手段存在差异,如何高效利用异构的卫星通信资源成为了一个实际难题。为此,文中首次根据卫星与地球站的可互通条件构建了系统模型,并将其归结为线性约束下离散变量的非线性优化问题,优化目标是异构卫星波束间的负载均衡,并在此基础上设计了一种两阶段的启发式组网规划方法。最后,根据地球同步卫星网络特性设置了合理的仿真参数,利用Matlab平台进行仿真实验。仿真结果表明,所提方法在面对不同规模的地球站组网时,在平均负载和负载均衡性上均优于一般的枚举搜索和遗传优化算法,可以在短时间内对大规模的信道单元进行组网规划。     

电力载波通信动态组网算法的研究

电力载波通信网络的不确定性使得其无法用一般的通信组网方法来组建网络,针对这一问题,设计了一种适用于路径寻优的改进遗传算法,该算法能够快速准确的对全局通信网络进行组网。首先通过遗传算法对所有的通信节点和通信路径进行全局搜索; 当通信节点出现故障时利用遗传算法全局寻优的特性进行通信网络的组网,在组网过程中引入图的遍历算法思想和Dijkstra 算法来克服遗传算法易收敛到局部最优解和处理规模小等缺点; 最后根据小生境技术最优保留原则得到最优的组网结果。Matlab 仿真实验验证了该算法的收敛性和可行性,该算法提高了组网的快速性和准确性,能够满足电力载波通信动态组网的实时性和正确性要求,具有一定的实用价值。     

输配电5G卫星融合组网数据卸载方法

随着输配电网的快速发展,输配电业务对时延、能效、可靠性等差异化通信指标提出了更高的的要求。为此,基于5G高速率大连接和卫星灵活广覆盖的特点,结合边缘计算高效处理数据的优势,构建了面向输配电场景的5G卫星融合组网架构。然后以最大化输配电业务数据传输平均能效与总时延的加权差为优化目标,构建了5G卫星融合组网数据卸载优化问题,并提出基于差异化业务需求感知的5G卫星融合组网数据卸载算法(Differentiated Service Requirement-aware Learning-based Data Offloading algorithm for 5G satellite integrated networking, DSRL-DO)求解。仿真结果表明,所提算法能够降低数据卸载时延的同时保证较高的能效,有效满足输配电业务的差异化需求。     

卫星网络管理簇通信原语的设计与实现

根据卫星网络拓扑动态变化、节点能力受限以及卫星节点自身高速运动的特点,为减少网络管理时延,降低管理站和星上网管代理间的通信负载,提出基于合同网模型的卫星网络管理簇生成算法,设计并实现卫星网络管理簇通信原语,该原语遵循ASN.1标准。仿真结果表明,该原语为卫星网络管理簇的建立提供了支持。     

一种卫星综合信息网中的管理域划分策略及簇生成算法

卫星综合信息网中的网络节点既包括传统地面网络中的网络设备也包括空间轨道运行的各类卫星 ,航天器 .由于其特有的网络元素构成及动态的结构特点 ,在网络管理中不能简单地采用传统的网络管理域划分方法 .为此采用了一种动态的分层次的网络管理体系 ,并引入了基于延迟的管理域划分策略 ,降低了卫星综合信息网特有的高延迟特性的影响 ,提高了动态网络的管理效率 .同时对星簇生成算法做了进一步的仿真验证     

卫星综合信息网服务级管理的研究

卫星综合信息网是一种天地一体化网络，是卫星通信与传统网络技术融合的必然发展趋势．空间中的卫星以及星地通信链路都是高成苯的网络资源，如何充分利用有限的网络资源、保证服务质量则是研究这类网络时必须考虑的问题．本文为解决这一问题，提出了卫星综合信息网服务级管理的体系结构，并着重对服务拓扑管理、服务一致性管理进行了深入的研究，同时概括性的提出了服务安全管理和服务故障管理的模型．文章最后建立了卫星综合信息网服务级管理演示验证系统，对文中提到的服务拓扑算法的有效性进行了验证．     

基于GEO/LEO卫星通信网的路由策略研究

从优化卫星网络管理的角度,提出了GEO/LEO卫星通信网络体系结构,该结构将管理子网与业务子网在物理上相互分离,体现了与地面网络不同的集中式路由策略的优势,同时利用卫星运行的规律性和星际链路分布的规则性,制定了极大降低运算量的备用路由策略,保证了GEO/LEO卫星网络体系结构的可靠性,通过仿真验证了两种路由策略的性能。     

基于启发式遗传算法的时分星间网络拓扑优化设计

针对北斗导航系统对星间网络的测量与数传业务需求,提出一种基于启发式遗传算法的网络拓扑优化设计方法,首先通过理论分析制定了拓扑规划的基本原则,给出一个能满足大部分需求的拓扑框架,以此作为初值,利用遗传算法对拓扑进行了优化,在路由规划中采用了分时以最短时延为原则的路由算法,最后,对星间网络测量指标进行了统计分析,以星间数据传输和星星地数据下传作为星间网络数据传输的典型工况,对星间网络拓扑路由规划的结果进行了逻辑仿真验证,仿真结果表明,该网络拓扑规划能满足导航星座常规业务的基本测量与数传需求,为解决导航星座星间网络的复杂运行管理提供了一种解决问题的思路。     

一种空间信息网络缓存决策策略

针对空间信息网络（space information network,SIN）中卫星节点缓存容量有限,且卫星高速移动使得星间链路时变,导致地面用户内容访问延迟增大的问题,提出一种基于人工蜂群算法的空间信息网络缓存决策策略（satellite improved artificial bee colony,SIABC）。首先根据低轨卫星节点链路切换的周期性和可预知性,建立网络分区模型,对空间信息网络的卫星节点进行分区,在此基础上,建立区域节点协作缓存模型,使得整个网络区域内的卫星节点有选择性地缓存不同流行度的内容,同时兼顾区域内节点的协作缓存,从而流行度高的内容缓存在网络边缘。仿真结果表明,与现有缓存机制相比,该缓存策略能够明显提高内容的平均缓存命中率,并显著降低用户的内容访问时延。     

一种基于时隙划分的三层卫星网络QoS路由协议

提出了一种基于低轨/中轨/高轨（LEO/MEO/GEO）卫星网络体系结构（TLSN）和时空分割思想的QoS路由协议（TDRP）,详细阐述了时空分割思想和时隙优化方法,重点研究了QoS路由的实现框架和路由算法（BDA）的实现原理.在此基础上,卫星网络体系结构和路由协议的性能得到了详细分析和仿真验证.相同负载情况下,TLSN中端到端时延和时延抖动性能明显好于LEO卫星网络;同Dijkstra算法相比,BDA算法在端到端时延、时延抖动、丢包率、吞吐量方面具有更好的QoS保证能力.     

基于GEO/MEO星座的卫星网络抗毁结构研究

设计并分析了一种基于链路冗余与修补方法的双层抗毁卫星网络。通过对网络中MEO星层进行基于快照周期的分群管理和群首备份选择机制,从星座组网结构方面提高卫星网络的抗毁性能;通过设计网络结构中群内、星层以及整个星座的通信链路,特别是对星座中MEO星层的通信链路进行充分的冗余设计,以及启用视距范围内间隔失效卫星间次相邻卫星节点链路连接的链路设计,从星座网络的通信链路上提高整个卫星网络的抗毁性能。最后对所设计的卫星网络的结构性能进行了简要分析。     

考虑任务依赖的卫星边缘计算资源分配与卸载决策算法

针对高低轨卫星网络协同边缘计算的卸载决策问题,提出了一种考虑任务依赖的联合计算资源、无线资源分配与任务调度的卫星网络边缘计算卸载决策算法。首先,将任务卸载问题建模为最小化任务延迟和能量消耗的联合优化问题;然后,将能源消耗和时延引入子任务优先级定义中,基于动态优先级进行启发式卸载策略搜索。该算法保证了子任务之间的依赖性并同时考虑了无线资源分配。仿真结果表明,与已有研究相比,该算法能缩短高低轨卫星协同计算的任务执行延迟,且能够降低低轨卫星功耗。