基于移动Agent的双层卫星网动态路由算法

新一代LEO/MEO卫星体系结构成为当今卫星网通信研究的热点.结合移动Agent技术解决卫星网动态路由问题,在LEO/MEO卫星网平台上构建了核心层功能,并较好地处理了受复杂的星际链路切换影响的数据包转发.在OPNET仿真软件下模拟了卫星节点受算法工作的影响,结果表明,卫星处理数据包时延在理想性上处理能力和合理的链路容量条件下是可以接受的,且数据包端到端时延是较小的.     

基于分时的LEO卫星网络非对称路由算法

提出了一种基于分时的LEO卫星网络非对称路由算法A-DTRA（asymmetric discrete time based routing algorithm）。针对网络节点在各时间片内的链路连接状态,该算法通过中心节点两次广播来获取一跳邻节点信
　　息及其邻节点的邻居节点信息,从而完成了链路检测,得到每个时间片内的有向虚拟拓扑图。通过使用备份路由和路由表压缩机制实现了非对称链路上分组转发的可靠性,失效节点处理的及时性以及星上节点开销的低耗性。通过仿真分析可知,该算法具有较好的数据包转发率和端到端时延性能。此外,利用非对称链路可提高网络的连通性能,该算法适用于存在非对称链路的LEO卫星网络。     

分子序列压缩算法在卫星IP网络中的应用

以冗余消除技术中的分子序列压缩算法(MSR)为例,分析卫星链路高误码率和长时延对MSR算法压缩性能的影响,提出一种基于确认的历史同步机制(PAS)。将PAS机制与MSR算法相结合,把接收端确认收到的数据包作为收发两端的历史数据并使历史数据始终保持同步,从而确保接收端能对所有数据包进行解压,避免数据包丢失。实验结果表明,MSR-PAS在高误码率和长时延的环境下能有效降低因冗余消除技术引起的丢包率,同时保证了数据压缩效果和端到端时延稳定性,适用于卫星IP网络。     

LEO卫星网络的路由问题研究

近年来,LEO卫星网络在卫星移动通信网络中的应用越来越广泛,成为研究热点之一。本文研究了LEO卫星网络的路由问题,提出一种适合LEO卫星网络的路由方法,新方法具有较快的路由计算时间,而且受网络规模的影响较小,具有较低的复杂度,同时计算多条最优路径,即使在链路拥塞或卫星失效的情况下也能将数据包进行较好的传送。理论分析和仿真结果表明该方法具有较好的性能。     

星间链路天线指向建模与仿真分析

星间链路天线指向的分析在卫星通信中非常重要.为了深入研究天线指向特性从而改善星间链路以及轨道构型的设计,通过仿真方法实现了星间天线指向的建模与分析.在介绍天线参数基础上,分析了天线方向图和天线指向模型.根据卫星是否同轨道面或同轨道高度,区别描述了4种不同情况下的天线指向特性.基于HLA/RTI构建了卫星网络仿真环境,通过建立由MEO、LEO卫星和地面站构成的仿真场景,对MEO卫星间链路和LEo/地面站与MEO卫星间链路的天线指向特性进行仿真,得出轨内和轨间星间链路在天线指向特性方面的差异,并提出对星间链路设计的建议.     

基于OPNET的LEO卫星网络协议仿真平台研究

在OPNET仿真环境下,通过对LEO卫星网络协议构架分析,合理简化协议体系结构,构建通用卫星节点模块,实现了LEO卫星网络协议仿真平台。该平台能够模拟无连接LEO卫星网络路由表的建立更新和数据包选路等过程,以及切换、长时延等一些卫星网络特性给其他协议带来的影响。最后通过对作者提出的一种路由算法进行仿真,验证了该仿真平台能够在一定精度上模拟LEO卫星网络环境。     

双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估

针对单层卫星网络抗毁能力差、处理时延高以及三层卫星网络管理复杂、链路冗余度高等问题,分别采用Walker星座和极轨星座对MEO和LEO卫星进行了组网分析和星座设计,提出了一种双层混合卫星网络优化设计方案;同时,针对传统卫星覆盖性能指标不能统一评价不同构型卫星星座的问题,提出了一种基于层次分析法模型的不同构型卫星星座统一评估模型。仿真结果表明,所提出的方案不仅能够很好地提升对中国区域的覆盖率,而且可以有效地降低平均间隙时长和平均响应时间,从而满足对中国地区全天时覆盖的总体设计要求。     

LEO/MEO卫星网络基于动态路由策略的链路故障检测

卫星通信将成为未来个人通信系统的一个重要组成部分．LEO和MEO(low／medium earth orbiting)是卫星个人通信网络(S—PCN)的首选．针对使用星际链路ISL(intersatellite links)的LEO和MEO卫星系统，本文提出一种基于动态路由策略的卫星个人通信网络的链路故障检测方法，该方法适用于面向连接且采用基于ATM路由算法的卫星网络．该算法通过构建离散时间动态虚拓扑图(DT—DVTG)(discrete—time dynamic virtual topology graph)管理卫星能够自主地、实时地检测(identification)出最可能出现故障的链路范围，并通过快速的，自主的测试可精确定位故障链路．通过在卫星网络上的仿真表明，具有实时性、自主性、精确性且可能不占用或只占用很少的额外带宽．     

基于OPNET的星地光网络性能测试仿真平台研究

为了测试星地光网络的性能,设计了一种基于OPNET的星地光网络性能测试仿真平台。介绍了平台的总体技术架构,探讨了星间链路建立的条件。采用最大接入仰角与最长服务时间加权的方式,完成星地链路的卫星接入服务;按照切换呼叫优先的策略完成业务传输中的卫星切换服务,确保星地链路不间断的通信能力。根据最小链路代价和首次命中原则,实现星地光网络的路由与波长的动态分配。最后,利用平台的OPNET软件测试了三种星座下的星地光网络性能,测试结果表明：在LEO、MEO和GEO星座下,星地光网络的网络阻塞率分别为10%、40%和54%,平均网络时延分别为0.1s、0.07s和0.054s。测试结果对星地光网络的工程应用具有一定的指导意义。     

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.     

LEO/MEO双层卫星网络的性能分析

基于模型方法和软件仿真方法,对一种低轨／中轨(LEO／MEO)双层卫星网络进行了性能分析．首先建立了双层卫星网络的广义随机Petri网(GSPN)模型,通过对模型进行分析和合理简化,采用SPNP4．0软件进行了网络性能分析．然后,将分析的结果与采用OPNET软件对LEO／MEO双层卫星网络模拟的结果进行比较,验证了模型分析方法的正确性,同时得到了一些新的结论．     

卫星移动通信系统星座仿真及设计

文章探讨了中低轨卫星移动通信系统星座运动模型的建立,并利用计算机对中低轨系统星座进行了仿真。在此基础上讨论了可以进行的许多有意义的研究。最后,对我国卫星移动通信系统进行了初步设计,得出了有意义的结论。     

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…     

一种用于MEO/LEO卫星网络管理的分簇算法

卫星网络是一种新型的无线网络形式,可以看作是一种特殊的ad hoc网络。但由于其本身具有的特殊性质,现有的无线网络管理协议不能高效地应用于卫星网络中。通过引入ad hoc网络中分簇的概念,提出了一种适用于MEO/LEO卫星网络管理的基于地理信息辅助的分簇算法。簇首及管理员由MEO卫星担任,管理代理设置在LEO卫星之上。LEO卫星轨道所处的外层空间被划分成移动的分区,根据结点的密度分区合并为簇,然后在簇内根据组合加权方式选择一个MEO结点作为簇首。该算法考虑了不同层卫星之间的相对移动性及卫星运动的规律性,明确了管理员及管理代理的设置位置,为卫星网络管理提供了一种有价值的研究方法。     

基于链路信息的卫星网络最优路径选择策略

分层卫星网络路由协议在通信时比单层卫星网络有更好的表现,但是同样有着一些缺点。快照的频繁切换导致计算开销大、链路拥塞和节点失效时处理能力较差。针对LEO/MEO卫星网络的特点,提出了一种新的路由协议。计算相邻卫星间的实际通信开销,和预估可选卫星到目的卫星间的通信开销,在保证一定链路利用率和低延时的情况下,选择一条最优路径。当链路切换或节点失效时,缩小路径搜索区域,无需重新计算源卫星节点到目的卫星节点路径,只更新部分失效节点,减少计算开销。通过仿真发现,该算法在路径建立以及链路拥塞等方面具有良好的性能。     

A novel two-layered optical satellite network of LEO/MEO with zero phase factor

Optical satellite communication has advantages over the RF satellite communication in capacity, speed, secrecy and anti-interference.Space information superhighway composed of GEO/MEO/LEO satellites which are linked by optical inter-satellite links(OISL) would play important roles in communication, navigation, martial recon, remote sensing and deep space exploration.A novel LEO/MEO two-layered optical satellite network with global coverage is designed with the street-of-coverage technique.The layer of LEO s...     

基于空间光链路的双层卫星网络路由算法研究

在分析传统多层卫星网络路由算法的基础上,提出了一种基于空间光链路传输的双层卫星网络结构及其相应的基于拉格朗日松弛算法的LDSR算法。该结构根据空间光链路的特点及双层卫星网络的优势,在考虑适合该体系接入策略的同时提出将MEO作为天基网接入域的组成部分,由MEO星座进行路由信息的会聚及分发业务,同时LEO卫星则基于拉格朗日松弛算法来确定其选用的路由并预留带宽。仿真结果表明,该算法可以在充分利用卫星网络的通信容量的同时提供较好的QoS路由性能。     

基于确定性网络的网端一体流量交换机制

低轨卫星通信系统不受地理条件限制,相比于地面通信有覆盖范围广、运维成本低、部署周期短等优点,因此逐渐受到人们的关注;但对于低轨星座来说,拥有众多卫星节点的无线多跳网络,总传输和处理时延明显增大;确定性网络是近几年工业界新提出的一种网络技术,可以解决传统传统网络有关丢包和时延相关的需求,这与低轨卫星网络的需求相同;研究了地面网络确定性网络的关键技术和卫星网络的相关特征,将确定性网络技术应用到低轨星座,将ATS异步流量整形算法应用到星地间流量控制上,提出一种星载交换机制,优化了星载交换机的资源使用和丢包;借助NS3软件仿真了相关场景,并对结果进行分析,在多个仿真场景中均优化了星上资源利用,缓解了拥塞问题,在最优参数场景下实现了0丢包,吞吐量有5%以上的提升。     

国外移动卫星通信技术的研究进展

本文介绍国外移动卫星通信技术的发展状况,包括正在开发实施的低轨、中轨、静止轨道和椭圆轨道系统。并综合比较了它们的链路电平估算、对移动终端的要求,以及投资、技术风险等问题。