LEO卫星网中基于地理位置的分布式动态路由算法的研究

LEO卫星网络中进行信息交换，首先要解决的就是星际链路网络上路由问题，而运行于地面网络的路由算法，在卫星网络中并不适用．将针对LEO卫星网络星际链路的特点进行深入研究，提出一种新型的符合LEO卫星网络拓扑高速变化等特点的基于地理位置的分布式动态路由算法，并构建地面网络对该算法和现在流行的路由算法的性能进行仿真验证和比较，证明我们提出的新型动态路由算法能适应LEO卫星网络环境，能够提供较好的通信质量，就有较短的通信时延．     

卫星路由算法研究

对目前几种主流的组网技术,包括异步传输模式(ATM),网际互连协议的协议栈(IP),多协议标签交换(MPLS),卫星网络与地面网络的网络构成、拓扑以及通信时延等特点作了分析比较,同时对地面网络上的主要的路由算法进行了分析,主要包括距离向量算法和链路状态算法等：给出了运行于卫星网络上的路由算法,并对路由算法的三种策略进行了分类分析,其中基于虚拟拓扑路由策略的路由算法多用于基于像ATM等面向连接的网络;而采用虚拟节点概念的路由算法常用于基于IP的路由;基于拓扑依赖策略的路由算法,对于特定的星座网络将会有较高的效率。     

卫星路由算法研究

对目前几种主流的组网技术,包括异步传输模式(ATM),网际互连协议的协议栈(IP),多协议标签交换(MPLS),卫星网络与地面网络的网络构成、拓扑以及通信时延等特点作了分析比较,同时对地面网络上的主要的路由算法进行了分析,主要包括距离向量算法和链路状态算法等;给出了运行于卫星网络上的路由算法,并对路由算法的三种策略进行了分类分析,其中基于虚拟拓扑路由策略的路由算法多用于基于像ATM等面向连接的网络;而采用虚拟节点概念的路由算法常用于基于IP的路由;基于拓扑依赖策略的路由算法,对于特定的星座网络将会有较高的效率.     

宽带卫星网络边界路由技术研究

在中低轨道卫星星座中,利用星间链路组网是宽带卫星网络技术发展的一个主要方向。卫星网络中的边界路由主要解决卫星网络和地面网络之间在网络层的互操作性问题,实现网络层的互相融合,使端用户能够通过异构网络来透明地通信。在分析已有研究的基础上,结合地面网络使用的边界路由技术,给出了地面网络与卫星网络的互连模型,分析了具有星间链路的卫星网络中边界路由问题的实质,并介绍了一种基于BGP4协议的卫星网络边界路由机制,进而指出了后续的研究方向。     

基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求，引入了软件定义网络（SDN）技术，在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先，基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型，计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座；然后，采用分层路由的方法，设计了一种针对卫星网络的容错路由机制；最后，在Mininet平台上进行了仿真实验，将容错路由算法（FTR）的实验结果与基于链路感知的星间路由算法（LRSR）和多层卫星网络路由算法（MLSR）的实验结果进行了对比。对比结果表明，在网络中无损坏节点和链路的情况下，FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%，说明了引入SDN集中控制的有效性；FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%，说明了在网络模型中为中轨道（MEO）卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时，FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%，比MLSR降低了19.19%；其丢包率比LRSR降低了16.94%，比MLSR降低了37.95%，说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。     

LEO卫星网络的路由技术

低地球轨道LEO(Low Earth Orhit)卫星系统因能够提供多媒体通信服务而成为卫星通信研究的热点．由于LEO卫星相对地面高速运行和其网络拓扑结构的快速动态变化，路由问题一直是LEO卫星网络重点解决的难题之一．该文介绍了LEO卫星网络中路由及其相关技术方面的一些工作，分析了LEO卫星网络的拓扑结构特点，然后着重对LEO卫星网络的路由机制进行分类和描述，特别说明LEO卫星网络的切换对路由的影响，最后提出设计LEO卫星网络路由机制应考虑的主要方面．     

卫星网络路由技术

卫星网络周期性动态变化的拓扑对路由协议的设计提出了新的挑战.由于传统网络的路由协议不再适用于卫星网络,许多针对卫星网络的路由技术被相继提出来.在简要介绍卫星网络架构与拓扑控制策略的基础上,根据卫星网络路由技术的发展脉络,从分类的角度重点阐述了一些关键路由技术的核心机制、特点以及存在的主要问题.最后,针对应用需求,提出了卫星网络路由技术的发展趋势.     

LEO/MEO卫星网络中的一种新型分布式动态路由算法

分析了离线路由算法抗毁性差，在部分星际链路出现故障时性能显著下降的特点，指出了传统的最短路径算法难以直接应用于卫星网络的原因，提出了一种适用于LEO／MEO网络的新型分布式路由算法-链路反转算法．该算法利用卫星运行的周期性和可预知性，对路由策略进行了优化，并且在部分星际链路出现故障时通过路由信令对路由进行调整，避开故障链路．在LEONET卫星网络上的仿真数据和分析显示，与传统的链路状态算法相比链路反转算法具有更小的信令开销、更短的收敛时间．     

具有星间链路的卫星星座网络路由技术研究

随着Internet应用的快速增长，以IP为基础的数据业务在网络中的比重越来越大．卫星网络能够提供全球覆盖并支持多种业务．在具有星间链路的卫星网络中进行分组路由成为非常重要的问题．近年来．研究人员提出了多种卫星网络路由算法．目的都是为了寻找最优传输路径并保证一定的服务质量．分析了卫星网络中路由问题及其难点．全面综述了各种路由算法．并对它们进行了详细分析和比较．最后指出进一步的研究方向．     

基于NS2的多层卫星网络路由协议开发方案

卫星通信网络早在20世纪初期就已经被提出,地面网络通信系统无法满足日益增长的通信业务发展需求,商业和军事领域也直接或间接地推动了卫星通信系统的发展。随着卫星通信网络越来越复杂,卫星组网向多层化发展,而典型的地面网络路由技术由无法应用于卫星网络,因此,卫星通信系统中如何进行有效的路由选择也逐渐成为新的焦点问题。而由于卫星网络路由技术应用环境的特殊性,研究人员无法基于真实网络环境进行研究,只能通过仿真工具进行仿真实验,NS2是指Network Simulator version 2,NS(Network Simulator)是开源的软件模拟平台,研究人员使用它对网络技术进行开发研究,NS2已经包含了卫星节点、卫星链路等模块,但是这些模块较为简单,只能模拟单层卫星网络。因此,本文提出了在NS2中模拟多层卫星网络,实现层间通信,研发多层卫星网络路由协议的方法。     

LEO卫星通信网的鲁棒路由算法

针对使用星际链路ISL的LEO卫星系统,许多学者提出基于面向连接结构的路由算法,但这些算法的性能很大程度上依赖于初始路径的建立,健壮性差。该文提出一种基于面向连接结构的增强路由算法,只要源卫星与目的卫星之间存在一条通路,源卫星便可以与目的卫星通信。若源卫星与目的卫星之间存在多条路径,通过该算法一定能在线找到其中的最佳路径。通过仿真实验评价了算法的性能,证明算法比已有的基于面向连接结构的路由算法具有更高的鲁棒性。     

卫星时变拓扑网络最短路径算法研究

在提出卫星时变拓扑网络模型的基础上,首先证明了传统网络中的最短路径算法（如Dijkstra算法）在卫星时变拓扑网络中使用存在局限性,给出了一种可适用于卫星时变拓扑网络的最短路径算法并利用卫星节点间邻居关系的相对规律性,对算法进行了优化．相关仿真表明该算法比目前常用的卫星网络路由算法（如DVTR）更适合于切换频繁的卫星网络．     

Packet routing algorithm for polar orbit LEO satellite constellation network

The proliferation of Internet motivates the need of integrating IP with Low Earth Orbit (LEO) satellite networks that are well known for their global coverage and their ability of providing services with different QoS specifications. There is no doubt tha…     

基于合作博弈的认知卫星网络信道分配与上行功率控制算法

随着通信业务需求的不断增长,频谱资源的有限性使得卫星通信网络和地面网络都面临着严重的频谱危机。认知无线电技术的出现,使得卫星网络与地面网络共用频率资源以提升网络效用成为可能。文中对认知接入分配给地面网络作为主用户的同一频谱资源的认知卫星网络的功率控制和信道分配问题进行了研究。根据卫星网络和地面网络的特性构建了合理的系统模型,并利用中断概率门限表征了信道估计误差对系统容量的影响。为了保护主基站的通信性能,在考虑信道估计误差、信道资源约束、认知卫星用户最大发射功率和微波基站干扰约束的条件下,根据议价博弈理论设计了优化函数。其次,根据凸优化理论推导了最优发射功率和信道分配的闭式解,并在此基础上设计了一种对偶迭代算法来求解该优化问题。最后,根据卫星网络的特性设置了合理的网络参数,并根据参数利用Matlab仿真平台对提出的算法进行了仿真实验。仿真结果表明:所提方法在不同到达速率的条件下均具备良好的收敛性;信道估计误差会降低网络的总容量;所提方法在波束数多于15个时,相比比例公平性算法容量提升超过50 bps/Hz,相比最大容量法公平性能提升超过一倍,因此,相较于这两种方法,该方法能在系统容量和用户间公平性之间获得较好的折中。     

卫星网路由分布式仿真系统研究与构建

卫星网路由算法是卫星网研究的重点和关键。路由算法仿真系统可以模拟路由算法的运行并给出运行结果,为路由算法的改进提供了依据,降低了开发成本。提出了一种基于Netfilter和Agent的卫星网路由算法分布式仿真系统（Distributed Simulation System based on Netfilter and Agent for Satellite Network Routing Algorithm,DSNASNRA）的构建方法。该仿真系统具有分布式、可扩展、界面友好、可直观模拟卫星间无线通信链路特性等特点。最后给出使用该方法构建的一个卫星网仿真系统的软件实现。     

AMRST: adaptive multicast routing protocol for satellite–terrestrial networks

Multicasting facilitates the distributing of multimedia information to an entire set of destinations simultaneously. However, the subsequent mass of Internet traffic usually increases the network congestion and degrades network utilization. The unexpected congestion together with limited network capacity might challenge the provision of multimedia services especially since multicast subscribers are widely scattered. The desired QoS of the ongoing services cannot be guaranteed. To address this challenge, in addition to installing new terrestrial broadband networks, another feasible solution would be to integrate now available broadcasting-oriented broadband satellite networks into the Internet backbone. This paper presents a novel adaptive multicast routing (AMRST) protocol to deliver reliable and adaptive multicast services to global subscribers, based on an integrated infrastructure, called a satellite–terrestrial network (ST network), which provides dynamic bandwidth allocation, flexible resource management and ubiquitous transmission. In the AMRST, a proposed virtual hierarchical routing tree was applied in constructing an efficient multicast tree. A routing decision model was proposed to determine routing path for the member requests. A “hierarchical membership maintenance” approach was designed to maintain the multicast membership. The scalability of the AMRST was further addressed. The AMRST not only kept the benefits of the traditional terrestrial multicast but also promoted the multicasting performance by employing the satellite broadcasting capability. The simulation results demonstrate that the AMRST performed excellently for the ST network.     

一种用于单向链路网络的路由算法

价格低廉的卫星只收接收器能接收卫星发送的高带宽的数据,但是它不能向卫星发送数据.这样,卫星到这种接收器的链路就是单向的链路.现有的路由协议要求每条链路都是双向链路,不能处理单向链路的问题.一些学者利用“隧道”方法来解决这个问题.但是,这种方法需要事先知道一条从接收者到卫星上行链路发送站的“隧道”,因而不能适应网络拓扑结构的动态变化.文章提出了一种动态路由算法,它能用于具有单向链路的网络,并能适应网络拓扑结构的动态变化.     

一种动态传感网络中的新型路由算法

随着无线传感网络技术和其应用领域的不断发展,网络模型趋于动态化,网络节点具有移动性,这给路由算法设计带来新的挑战。该文介绍动态叶子树网络模型,针对没有定位信息的场景提出适合动态网络的DLR路由算法。该算法包含路径相似度计算以及最佳路径选择2个步骤。仿真模拟表明,DLR路由算法能够在动态网络中保证超过90%的通信可靠性。     

多信道无线Mesh网络负载均衡路由算法研究

针对无线网状网的网络容量问题,在多信道无线网状网模型的基础上,利用线性规划公式对无线网状网的路由问题进行描述,在此基础上提出了一个负载均衡的路由算法,在对业务请求的路由跳步数进行约束的前提上,通过减少网络链路上的负载,达到提高网络的吞吐量的目的。仿真结果表明,提出的算法能显著提高网络性能。