卫星移动通信网络切换算法的研究

低轨卫星移动通信网络在实现全球移动通信方面具有很大优势.切换方案对于控制低轨卫星网络通信时延,提高卫星网络服务质量和链路带宽资源利用率具有重要意义.深入分析了星地链路切换和重计算路由问题,提出了一种低轨移动通信卫星链路切换算法.仿真实验表明,提出的卫星链路切换算法有较小的端到端时延、较好的稳定性和可定制性.     

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.     

高速因特网中含卫星单向链路的路由研究

由于多数卫星地面站只具有接收能力而形成了单向链路,无法应用现有的路由协议.为了解决含有卫星单向链路的路由问题,首先针对卫星直播系统的拓扑结构建立了网络模型,并在简化模型的基础上提出了基于环路发现的链路状态路由算法和一种基于服务器的协议--SERP(sever-based routing protocol).通过证明路由算法的收敛性,并利用Network Simulator工具对协议进行仿真的结果,得出SERP的正确性和具有协议开销小的特点,可用以支持在高速因特网中集成宽带卫星网络的动态路由.     

基于空间光链路的启发式低轨卫星网络路由算法

任何时间任何地点提供互联网络接入服务的需求使得卫星网络通信的研究不断深入.本文在充分考虑空间光链路及低轨卫星系统的特点,提出一个基于空间光链路的低轨宽带卫星通信系统.同时在路由算法中利用星座时变拓扑的可预测性,基于有限路径的启发式路径搜索策略,提出符合LEO卫星通信特点的QoS路由算法(QHRL).仿真结果证明算法在卫星网络整体性能基本不变的情况下有着良好的路由性能.     

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。     

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。     

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。     

基于链路信息估计的低轨卫星网络传输控制协议

近年来，低轨卫星星座快速发展，其在军事和民用领域也将发挥越来越重要的作用.如何提高低轨卫星网络的带宽利用率成为保障低轨卫星星座发挥价值的重要研究方向.而传统TCP(Transmission Control Protocol)协议及其变种主要针对地面网络设计，难以适应长往返时延、高误码率、高动态变化的低轨卫星网络.因此，为了充分利用低轨卫星网络的带宽资源，承载高速率业务，需要针对卫星网络的特点设计新型传输控制协议.首先，分析了低轨卫星网络的特点以及现有传输控制协议在卫星网络中存在的问题；然后，提出了基于路径信息估计和时延区分的新型拥塞控制DDTCP(delay-differentiated TCP)算法.低轨卫星网络端到端时延可能由多种因素引起，DDTCP在源端会保存过去一段时间内的时延信息，进而通过路径时延区分机制对拥塞窗口演化进行分类处理，可以在网络状况发生突变后，快速设置合理的拥塞窗口，避免链路缓存溢出或吞吐下降.实验结果表明，新的传输控制协议DDTCP可以在低轨卫星网络中实现更高、更稳定的吞吐量，与传统拥塞控制算法相比，吞吐量提升19%以上.     

一种高效动态LEO卫星网络流量调节路由算法

针对考虑负载均衡的LEO卫星网络路由算法存在控制网络开销偏大、路由更新不及时以及流量调节机制分配不均等问题,提出了一种基于负载均衡的动态LEO卫星网络路由算法DRLB。根据卫星节点路径记录信息以及后向Agent读取策略设计新的路由机制,获得动态卫星拓扑结构;分析前向Agent的分组格式并删除冗余字段,达到减小网络开销目的;根据数据发送时间间隔构造前向Agent选址策略,提高路由更新效率,通过考虑卫星所处纬度流量分配不均问题,改进流量调节因子,获得更好的负载均衡效果。仿真结果表明,与SDRZ-MA算法相比,DRLB算法在减缓星地之间的控制开销、平均端到端时延等方面具有较好的优势。