低轨卫星星座快速响应链路损毁路由算法

设计高效弹性的卫星路由算法是未来低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星通信技术的一个重要发展方向。为解决低轨卫星星座网络中星间链路发生故障后存在的传输中断和数据安全问题,提出了一种低轨卫星星座快速响应链路损毁路由算法(Quick-response Link Destruction Routing Algorithm for LEO Satellite Constellation, QRLDRA)。QRLDRA以星座可预测拓扑作为星间路由计算基础,增加星地回传路由设计,快速将星间链路异常回传至地面计算中心处理;引入多优先级动态队列,根据节点链路状态调整星间链路不同数据传输的优先级;综合路由计算、路由上注、链路检测等功能,完成对拓扑变化的及时响应。通过仿真实验与传统算法的比较发现,所提算法有效提高了数据端到端传输的成功率,为用户业务服务质量(Quality of Service, QoS)提供了可靠保障。     

基于选择性迭代的KSP低轨卫星负载均衡路由方法

低轨卫星(Low Earth Orbit,LEO)系统具有传输时延低、路径损耗小和运行周期短的特点,但大规模卫星部署和地面业务非均匀性的特点,导致卫星网络局部拥塞和局部空闲,为优化卫星网络全局负载均衡和回避拥塞问题,文章提出一种基于选择性迭代的K最短路径算法(Selective Iteration of K Shortest Paths,SI-KSP)。与传统K最短路径方法相比,所提的SI-KSP负载均衡路由方法网络吞吐量增加且丢包率大幅下降;与CA-KSP方法相比,所提方法网络吞吐量相近但丢包率和平均时延均降低。该文所提方法能实现根据全局负载情况选择路径分布,有效避免链路拥塞,达到更优化的负载均衡效果。     

LEO/MEO通信系统ISL性能分析与设计

由低轨(LEO)和中轨(MEO)卫星构成的卫星通信系统可以充分利用LEO和MEO的各自轨道优势,具有较好的组网通信性能。在LEO与MEO卫星之间建立星间链路,使卫星之间存在直接的通信路径,可以提高网络的自治性,减少传输时延,降低对地面站的依赖。本文首先分析建立MEO星座与低轨LEO星座星间链路的可行性,然后通过STK软件仿真影响LEO/MEO星间链路特征参数的变化情况,进一步分析LEO/MEo星间链路预算。     

关于低轨卫星通信网络中HARQ技术的分析

卫星技术的发展推动低轨卫星星群化的不断加深,低轨卫星网络可以为全球数据传输提供支持。当前卫星通信水平不断提升,数字化与低成本化是卫星通信需要达到的理想目标,采用LEO卫星等非地球同步轨道卫星具有较小的传播时延,通过对地面移动通信协议体制改进可以使卫星为地面移动终端服务。文章研究了低轨卫星通信网络结构与算法,介绍了HARQ技术类型,分析了基于低密度奇偶校验码的HARQ方案,探讨了如何将HARQ技术拓展以适用于低轨卫星通信网络。     

一种面向低轨遥感星座的路由任务规划算法研究

为了解决遥感星座数据传输时效性差的问题,利用星间链组网,提出了一种适应于断续猝发特征星间网络的路由任务规划算法。该算法以遥感卫星成像任务规划结果为驱动,结合卫星网络拓扑结构的时变性特点,改进基于快照序列的拓扑划分方法,降低路由切换频率,减少链路切换代价损失。并将卫星与地面站之间的路由看作低轨遥感星座路由的一部分,在选择星地最短路由路径的同时实现星地建链总时长最大化。仿真结果表明,该算法能够显著提升低轨遥感卫星星座的数据传输能力。     

分集接收、路由选择

Y2000-62480-500 0100507低地球轨道卫星网络的数据报路由选择算法=Data-gram routing algorithm for LEO satellite networks[会,英]/Ekici.E.& Akyildiz,I.F.//2000 IEEE INFO-COM.Vol.2.—500～508(HC)卫星网络提供全局覆盖并支持大范围服务,低地球轨道(LEO)卫星具有短环形距离延迟,因此提高了其重要性,在 LEO 卫星网络中难题之一是开发专门有效的路由选择算法,本文介绍了 LEO 卫星网络数据报路由选择算法,此算法产生最小传播延迟路径,通过模拟评价了算法的性能,并讨论了其健壮性。参8     

具有星际链路的LEO&MEO双层卫星网络路由策略研究

本文提出了一个具有星际链路的LEO&MEO(低轨和中轨 )双层卫星通信系统 ,详细介绍了系统结构、协议体系并重点研究了双层卫星系统的路由问题 .为了适应宽带多媒体通信的需要 ,系统采用了ATM快速分组交换技术 .提出了基于Dijkstra算法的双层卫星网络时延最短路由策略和时延抖动最小路由策略 ,并通过计算机仿真研究了它们的性能 ,得到了具有一定参考价值的结果 .     

低轨卫星网络服务质量保障路由方法综述

随着无线电和卫星小型化技术的进一步成熟,大规模低轨卫星网络得到了长足发展,面对网络传输业务的时延、带宽、丢包率等服务质量的差异化需求,如何在低轨卫星网络中实现服务质量保障路由,成为了研究关注的关键问题。通过介绍低轨卫星网络服务质量保障路由的场景与需求,总结并分析了当前的研究成果。首先,针对传统网络中的服务质量保障路由算法,总结了三类经典的路由计算方法。然后,对于软件定义网络和确定性网络中的服务质量保障路由算法,结合各自的网络特点,分析总结了各自场景下的路由算法。     

基于星地解耦的低轨卫星网络编址和路由策略

低轨卫星网络依靠不受地形限制和较低传播时延的特点,成为未来运营商发展的重要方向之一。低轨道网络中的两种节点移动机制使编址和路由变得更加复杂,这与星上有限的储存和计算资源相矛盾。文章提出了一种基于星地解耦的低轨卫星网络编址和路由策略,将卫星之间的移动性和卫星对地面的移动性分开处理,给出了极地轨道低轨卫星星座下的编址方案,并将大区划分思想应用到快照序列路由算法中,使用三种快照表匹配的方式,在实现高效快速的路由转发的同时,极大地节省卫星的计算资源和快照储存资源。     

一种低轨卫星通信的定时提前计算方法

低轨(LEO)卫星网络作为地面网络的重要补充,是未来天地一体化网络的重要组成部分。由于LEO卫星的高移动速度以及星地通信的大传播距离造成了高传播时延,因此需要新的针对LEO卫星星地通信背景的上行链路的定时提前量(TA)的计算策略。本文基于LEO卫星的星地通信场景,介绍了TA及其在协议中的规定,并针对LEO卫星的特点,提出一种LEO卫星通信的定时提前计算方法。通过仿真分析验证了所提方案的有效性,为LEO卫星星地通信系统的设计提供了参考。     

一种低轨道卫星网络的路由算法

本文针对LEO极轨道卫星网络,提出一种基于IP的分布式路由算法.首先,从理论上分析了卫星间的最短路径问题,在此基础上设计了路由算法,最后通过仿真说明算法在低的计算、存储开销下,实现了快速、有效、准确的路由.     

低轨卫星网络的航点分段路由及业务性能分析

提出一种基于卫星航点的分段路由（waypoint-segmentrouting,WSR）算法，WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础，根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置；利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制，提前响应网络拓扑变化，计算得到一条不受网络拓扑快照切换影响的传输路径。基于NS-3仿真平台进行仿真实验，设置源节点与目标节点在反向缝同侧与不同侧两种场景，选取优化链路状态路由（optimized link state routing,OLSR）算法和最短路径算法与WSR进行时延抖动与分组丢失率的对比分析。实验证明WSR与OLSR相比，两种场景下最大时延抖动分别降低46 ms与126 ms，分组丢失率分别降低30%和21%，并且能够解决拓扑快照切换导致分组传输路径中断的问题。     

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。     

多层卫星通信网络结构设计与星际链路分析

针对单层卫星网络时延高、网络阻塞概率大等问题,研究了多层卫星网络的系统结构及其特点.为解决单一轨道对卫星性能发挥的限制问题,结合不同轨道卫星特点,引入分层卫星网络结构,采用Walker和极轨星座覆盖带设计法,设计了多层卫星网络星座.针对“强连接”模型中星际链路冗余度过高的问题,采用“弱连接”模型作为星际链路建立的基本原...     

面向低轨卫星的星地信道特性研究与仿真

随着5G的应用与6G的研究,构建空天地一体化网络已经成为未来通信系统的发展方向。低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络可以提供大容量、低时延、广覆盖的通信能力,是未来天基网络的重要组成部分。然而星地信道传播距离长,电磁环境复杂,其传播特性与地面蜂窝网络有着很大不同。介绍了目前低轨卫星关于星地链路信道的标准化进展,分析了影响星地链路信道特性的因素及计算方法。在仿真平台上利用Starlink卫星数据对星地链路传播中的各种损耗进行了仿真,为低轨卫星星地链路设计提供了参考。     

一种基于分时的LEO卫星网络无环路由算法

在分析传统卫星网络路由算法的基础上，提出一种基于分时的LEO卫星网络无环路由算法(DTRA)。针对卫星在各时间片之间进行路由表切换时可能出现的路由环问题，算法采用平滑路由表切换策略消除由于切换前后网络状态信息不一致而产生环路的可能性，保证分组在任何时刻都能够沿无环最短时延路径被转发。同时，DTRA也能够通过使用无环备份路径处理可能出现的链路拥塞、节点失败等突发情况。通过复杂性分析可知，算法只需较小的星上存储开销和星上处理开销，而无需星问通信开销。仿真实验结果也表明算法能够提供数据最优传送，具有较好的端到端时延性能。     

MIMO场景下的低轨卫星选星算法

低轨(LEO)宽带星座卫星通信作为地面5G无线通信系统的重要补充,始终面临地面可视卫星数量大、传统选星算法计算复杂度高等难题。为实现高效的卫星分组选择算法,基于多输入多输出(MIMO)系统原理,以大尺度路径损耗模型为基础,结合递减卫星选择算法,从而以较低计算复杂度、更快收敛速度有效逼近最优容量性能。该算法在典型LEO星座系统构型下通过数值仿真得到了验证,为未来5G低轨卫星星座通信传输方案设计提供了一种参考思路。     

一种低轨道卫星网络的路由算法

本文针对LEO极轨道卫星网络,提出一种基于IP的分布式路由算法。首先,从理论上分析了卫星问的最短路径问题,在此基础上设计了路由算法,最后通过仿真说明算法在低的计算、存储开销下,实现了快速、有效、准确的路由。     

一种缓解低轨卫星馈电切换中用户群切换的算法

卫星互联网发展已经逐渐被纳入到第六代移动通信技术(6G)概念方案中,基于透明转发可降低系统建设成本,同时系统容量不受星上处理能力限制.但透明转发模式的低轨(Low Earth Or-bit,LEO)卫星系统会出现卫星馈电链路切换情况下用户发生大规模群切换的问题,影响局部地理区域用户通信体验.将透明转发系统低轨卫星跨信关站馈电链路切换场景中用户切换模型化,并针对场景中面临的用户群切换问题,提出了一种缓解群切换拥塞的算法.算法采用用户提前分流切出和限制切入策略,对分流切出过程进行统一规划,减小用户群切换规模,与常规群切换方法配合使用,可进一步降低用户平均切换时延,提高切换成功率.     

基于STK的LEO卫星光网络设计及性能分析

文中设计了适合星间激光链路的LEO层卫星网络,并对同轨道内和轨道间链路进行了分析,建立了每个轨道内一颗主卫星,轨道间通过主卫星相连的网络。最后,对链路的稳定性以及覆盖性能进行了研究。