多层卫星网络链路中断容忍路由策略设计

链路中断和接续对卫星网络路由有重要影响,该文针对多层卫星网络,设计了链路中断容忍路由策略,利用非均匀时间段内卫星网络拓扑结构的可预测性进行路由表计算,采取动态的拥塞控制机制和洪泛策略,解决由于卫星运动、通信设备故障引发链路中断情况下的路由问题。仿真结果表明,该路由策略具有较高的链路利用率,能够减少动态路由计算中时延信息收集和星上路由表生成给卫星节点带来的时空开销。     

卫星网络中永久星间链路的设计方法研究

从星座设计角度出发,分析永久性星间链路存在的条件,解决了不同轨道面以及不同轨道高度卫星之间相对移动造成的星间链路频繁切换问题。根据卫星网络空间几何特性,提出了一种在卫星生存期内可以永久保持星间链路连接的星座设计方法,并对建立星间链路的条件进行了分析。通过数值分析方法得出了永久星间链路存在的条件,并通过实例加以验证。     

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透明通信。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,本文给出了地面网络和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,然后介绍了一种基于BGP-4协议的卫星网络边界路由机制,最后总结全文并指出后续的研究方向。     

面向卫星网络的流量工程路由算法

针对卫星网络链路长时延、拓扑时变等特征,将链路传输时延引入并基于MPLS网络中源-目的节点对已知这一先验知识,提出了一种面向卫星网络的MPLS流量工程路由算法。该算法基于卫星网络时变拓扑模型的卫星拓扑快照,定义链路初始权重为链路剩余带宽、传输时延的综合函数,在为当前节点对建路时考虑其余节点对将来建路的可能需求计算链路的关键度,在此基础上通过链路权重的动态调整及延期选用实现流量工程,从而优化卫星网络的链路利用。实验表明,此算法在请求拒绝数、吞吐量、平均跳数及平均时延等方面性能都有较理想的提升。     

卫星网络路由技术

由于卫星网络路由技术应用环境的特殊性,研究人员不能根据实际的网络学习环境,只有通过模拟,和仿真工具NS2是指网络仿真设备版本2,NS(网络模拟设备)是开放源码软件仿真平台,与它对网络技术发展研究的科研人员,NS2已包含卫星节点,作为卫星链路模块但这些模块相对比较简单,只有单一层卫星网络.因此,本文提出了多个卫星网络在NS2仿真,实现层间通信网络路由协议多个卫星的研究和开发方法.     

一种低轨卫星网络的概率风险评估方法研究

可靠性分析是卫星星座设计过程中不可或缺的一环。针对低轨卫星网络的高可靠性要求,利用概率风险评估的分析方法,结合网络风险及故障树理论,提出了卫星故障树杠铃风险模型。在此模型基础上分析＂铱＂星系统网络,利用卫星工具箱获取每颗卫星对地覆盖人口数,以此为参数计算得到对网络影响较大的节点和链路,对于今后评估卫星网络风险具有一定的启发意义。     

卫星IP网络中传输控制协议的研究

传输控制协议(TCP)是TCP / IP协议栈的主要传输协议,它在网络中的传输效率是影响IP网络传输性能的关键因素之一。当网络中存在卫星链路时,卫星链路的一些固有特性会使TCP的传输性能受到一定影响。文中首先指出卫星信道的特点,对TCP协议在卫星网络中的传输性能进行了分析,重点介绍最近几年这方面的研究成果。     

面向6G通信的多层低轨卫星网络路由算法

在面向6G的移动通信网络中,低轨卫星网络（LEO, Low Earth Orbit）运行高度低、时延小,可大范围部署实现全球广域低时延通信。当前低轨卫星星座正朝着多层轨道面发展,多层轨道的跨层链路增加了数据传输路径,但跨层轨间链路的频繁通断,增大了多层LEO网络层间路由选择的难度。为此提出了一种面向6G移动通信的多层LEO卫星网络路由算法。首先建立跨层链路,面向端到端传输时延和可靠性需求,分析影响跨层轨间链路频繁通断的因素,基于LEO卫星网络虚拟位置思想,选择卫星节点对建立可靠跨层链路;然后实现路由选择,基于所建立的跨层星间链路,采用时空演化图模型刻画动态网络拓扑,设计最短路径算法计算最佳传输路径。最后,构建三层卫星网络场景对所提算法进行仿真验证。结果表明,相对于现有方法,所提算法在端到端时延和可靠性均有明显提升。     

卫星可靠文件传输协议:RFTP-S

设计了一种TCP的替代协议,即基于喷泉编码的半反馈可靠文件传输协议,称为针对卫星链路的可靠文件传输协议(RFTP-S).仿真结果表明,在误码率为4×10-4环境下,RFTP-S能够以19%的系统开销在455 s内成功下载完成5 Mbyte大小的文件,与TCP协议相比,有效提高了链路利用率和网络吞吐量,特别适合高误码、长延时卫星网络环境.     

具有鲁棒性和抗毁性的卫星网络重构策略

根据卫星网络的特性并结合其管理方式,提出了具有鲁棒性和抗毁性的卫星网络重构策略。针对重构触发条件采取相应重构策略,对网络故障触发的重构将依据卫星网络体系结构从管理站重构和管理域内重构两个方面进行讨论。采用基于管理域划分的重构策略能够有重点的实施网络重构,使网络尽快得到最大限度的恢复。管理站的重构主要采用备份。管理域内重构从三个方面进行：中继卫星重构、应用卫星重构、链路重构。     

LEO/MEO卫星网络中运用自组网思想的动态路由算法

分析了基于星际链路的LEO/MEO路由算法的特点及卫星网与自组网的相同之处，借鉴了自组网路由协议中适用于卫星网的部分，提出了LEO/MEO卫星网络中运用自组网思想的动态路由算法，并对算法进行了模型仿真和性能分析，这种算法增强了卫星网络的自适应性，使网络具有自治性强，功能更全面、系统开销小、适用范围广等特点。     

非规划卫星网络协调态势分析方法探析

根据《卫星无线电频率使用可行性论证办法(试行)》,建设卫星工程,应当在项目规划阶段对拟使用的卫星无线电频率进行可行性论证。其中,对拟使用卫星网络的协调态势分析是可行性论证的重要内容之一。本文从国际和国内、GSO和NGSO、已申报和未申报、空间业务和地面业务等多维度对非规划卫星网络协调态势分析方法进行初步探索和研究,以期为后续卫星无线电频率论证工作提供参考。     

基于NS-2的卫星网络仿真方法的研究

网络仿真器NS-2在卫星网络研究中得到越来越多的应用,但NS-2中基本的卫星网络仿真模块难以满足实际复杂场景的仿真要求。在分析卫星网络仿真原理的基础上,提出了-种卫星网络仿真模块的扩展方法。该方法深入NS-2仿真器内核,用C＋＋语言设计了新型空间通信结点、链路以及空间几何特性仿真模块,用TcL／Tk语言设计了新型空间通信结点的仿真配置接口。仿真实验表明,对卫星网络结点和链路仿真模块的扩展方法是可行的和有效的。     

卫星网络路由技术现状及展望

与地面固定通信网络不同,卫星网络的节点高度动态性、有限的星上处理能力和网络拓扑周期性变化的特点给卫星互联网的路由协议与算法设计带来了新的挑战。该文系统梳理了学术界针对卫星网络所提出的路由技术,提出了卫星路由技术未来的发展方向。首先介绍了卫星网络架构和目前在卫星通信系统上应用的主要路由协议,并且简要介绍了卫星光通信网络的路由问题;其次,根据卫星节点的管理方式以及路由表生成方式将路由算法分类为集中式卫星路由、分布式卫星路由以及混合式卫星路由,详细介绍了各类卫星路由方法的代表性成果并总结其优化目标和适用场景;接着,总结了不同卫星网络场景和网络需求下如何选择合适的卫星路由算法;最后,阐述目前卫星路由技术面临的挑战以及未来的发展趋势,并在附录中介绍了当前主流的卫星网络仿真平台。     

试论直播卫星网络的应用结构模式

阐述了卫星与网络时代的概况和直播卫星网络应用的发展趋势,提出有线电视网与直播卫星网络一体化主张,使之成为中国特色的广播电视网,接着试论服务对象、用户数量预测、直播卫星网络的应用结构模式,以利于加快发展中国特色的广播电视网。     

卫星网络环境下的拥塞控制研究

作为数据传输和Internet接入的另一种形式--卫星网络越来越受到人们的关注,其具有高时延、高链路误码率和链路不对称等特性.使得传统的拥塞控制算法并不适用于该环境,因此研究者们提出了许多改进的和新的算法.本文对这些算法进行了一个深入的总结,从卫星网络特点入手,分析了各种拥塞控制算法的原理、优点及缺点,并提出了卫星网络环境下拥塞控制的研究热点.     

一种新型卫星网络安全认证方案的研究

在卫星网络通信中,卫星的安全防护是卫星通信系统建设的重要内容之一。结合卫星网络的特点,在对卫星网络的安全认证需求进行分析的基础上,提出了一种基于ELGamal数字签名的卫星网络安全双向认证方案,以解决卫星干扰、非法盗用卫星资源的问题;克服了传统认证方案中普遍存在的认证效率较低和认证过程较复杂等问题,如将该方案加以推广,可以广泛采用。     

多层卫星网络研究概述

随着空间信息系统的发展,多层卫星通信网络成为发展趋势之一。多层卫星网络能够利用各种轨道高度卫星星座的优点,发挥其在覆盖范围、星际链路、传输时延等方面的优势,满足各种业务的不同服务质量（Qos）要求,将成为未来卫星通信网络发展的一种理想组网模式。     

卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构

近年来,天地一体化的边缘计算网络受到了产业界和学术界的广泛关注。以往研究中,卫星网络作为地面数据中心的中继,长链路传播时延导致任务响应时间较大;由单颗卫星独自处理计算任务时,因为卫星资源有限而造成任务接受率低,将无法处理的任务回传给地面数据中心还会造成卫星下行带宽浪费等问题。基于此,考虑卫星协同进行星上计算,提出了卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构。首先设计了卫星边缘计算节点的硬件平台架构;其次提出了基于资源感知的卫星边缘计算管控架构;最后设计了天地一体化边缘计算网络协同计算机制,对卫星协同计算中协同计算域生成、任务规划、故障应对三个重点问题进行分析,并给出了相应的解决方法。     

基于自然梯度Actor-Critic强化学习的卫星边缘网络服务功能链部署方法

鉴于低轨卫星网络的高动态性和空间环境的复杂性,如何提供在线的快速服务功能链(SFC)部署方法,成为低轨卫星边缘网络中亟待解决的问题。综合考虑节点和链路容量等约束以及服务迁移等切换代价,针对部署多接入边缘计算(MEC)服务器的低轨卫星网络,该文提出一种基于自然梯度参与者-评价者(Actor-Critic)强化学习架构的SFC在线部署方法。首先,针对低轨卫星网络的环境高动态性,对实时容量约束和迁移代价进行建模;其次,引入马尔可夫决策过程(MDP),综合考虑服务迁移和卫星坐标等因素,描述低轨卫星网络的状态转移过程;最后,提出一种基于自然梯度的在线SFC部署强化学习方法,不同于标准梯度,自然梯度法进行模型层面的更新,以避免神经网络的训练陷入局部最优解。仿真结果表明,该文方法可逼近全局最优解,并在端到端时延性能上优于基于标准梯度的强化学习部署方法。