基于随机Petri网模型的低轨卫星网络性能分析

基于随机Petri网(SPN)模型方法,对LEO单层卫星网络进行了性能分析.首先建立了半双工通信模式下LEO单层卫星网络的SPN模型,并选取平均时延作为网络性能评价指标、采用SPNP6.0软件对该SPN模型进行了性能评价,分析了数据包到达速率、网络负载以及消息数等参数对网络平均时延的变化关系.该建模与性能评价方法将有助于卫星网络的构建和进一步的性能分析.     

基于PETRI网模型的LEO/MEO/GEO三层卫星网络的性能分析

基于Petri网模型方法和仿真方法,对一种低轨/中轨/同步地球轨(LEO/MEO/GEO)三层卫星网络进行了性能分析.首先建立了卫星网络的广义随机Petri网(GSPN)模型,采用SPNP6.0软件进行了网络性能分析.然后,将分析结果与采用OPNET软件对该三层卫星网络模拟的结果进行了比较,验证了模型的正确性,并得出了诸如在高网络负载的情况下三层网络结构的性能优于单层等新的结论.     

LEO＆MEO双层卫星网络路由技术研究

首先分别分析了GEO层、MEO层、LEO层卫星的优缺点，接着简述了LEO＆MEO双层卫星网络的特点及对路由算法的要求，然后对已有的卫星网络路由算法进行简要分析，最后提出了一套适合LEO＆MEO双层卫星网络的动态路由技术。在拓扑快照DT-DVTR路由算法和MLSR的基础上，设计了动态路由算法，该路由算法采用了主动路由和按需路由相结合的方式，使得路由查找时间短、效率高。     

LEO/MEO双层卫星网络层间星际链路建立策略的性能研究

从改善LEO/MEO双层卫星网络拓扑结构稳定性的角度出发,该文提出了3种基于集中重建的层间星际链路建立策略。新策略的基本思想是通过强制所有层间星际链路在相同时间进行重建来大幅减少网络拓扑的重构次数。仿真结果表明,与原有的策略相比,该文提出的策略能够以可接受的代价提高LEO/MEO双层卫星网络拓扑结构的稳定性。     

基于多重区域划分的低时延多层卫星网络

基于区域划分的思想,对多层卫星网络提出了多重区域划分的概念.以我国全球通信为例建立了GEO/MEO/LEO多层卫星网络,利用多重区域划分理论对该多层卫星网络的时延特性进行研究.仿真结果表明,该多重区域划分理论对于降低多层卫星网络传输时延具有显著效果.     

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。     

一种新型三层卫星光网络结构

依据空间卫星网络分层化设计的思想,提出了新型GEO/MEO/LEO三层卫星激光通信网络结构.阐述了上层负责资源调度、路由表发布和下层负责承载业务的基本原理、网络吞吐量大、鲁棒性强等特点.     

全球覆盖稳定拓扑LEO/MEO双层卫星激光网络设计

利用覆盖带法,设计了全球连续覆盖低轨道(LEO,lowearth orbit)/中轨道(MEO,mediumearth orbit)双层卫星光网络结构。LEO层是一个零相位因子walkerdelta星座,系统具准静态的Mesh逻辑结构。MEO层由赤道和极地轨道两个轨道组成,补充了LEO层对赤道地区覆盖的不足。覆盖性能结果表明,该网络上升轨道卫星对全球提供99.9%的平均覆盖,对我国提供100%的覆盖。链路性能仿真表明,双层卫星网络结构网络拓扑稳定,相邻节点仰角变化范围小,非常适合激光链路,与国外同类型星座相比所需卫星数少。     

非静止轨道卫星系统考虑通信中断的服务质量分析

基于Globalstar和Odyssey两个Walker delta星座,建立星间链路网络,重点分析网络中的不同轨道间星间链的动态特性,特别是与星上跟瞄系统密切相关的俯仰角、方位角和链路长度变化,为卫星网络路由提供依据.对传统的卫星路由策略作了改进,利用卫星系统的冗余覆盖的特性,选择不同策略下的最优路径.针对用户不能忍受通信中断的情况,提出考虑消除中断的路由策略,进行服务质量的分析比较.同时也比较在消除中断的路由策略下,LEO同MEO网络差异之处.消除通信中断是以其它QoS性能下降为代价.     

双层卫星星座层间链路几何参数特性研究

LEO/MEO双层卫星星座是现代卫星通信系统星座研究的热点。运用理论分析的方法,对LEO/MEO双层卫星星座层间链路的链路距离、仰角、方位角等几何参数进行了研究,给出了各自的计算公式,并进行仿真分析。通过仿真发现,层间链路几何参数变化的突出特点是变化范围大、变化剧烈且周期性不明显。     

低中轨道双层卫星光网络的分时切换半实物仿真演示系统

为精确模拟验证低中轨道（LEO／MEO）双层卫星光网络及其关键技术,按1：30的比例设计了分时切换双层卫星光网络半实物实验演示系统。系统包括计算机仿真环境和硬件平台两部分,通过SITL模块互联而成。软件部分由虚拟网络组成,实现灵活、可扩展的配置;硬件平台由1个圆形往复转台、6个伺服机构、6个无线激光通信终端和6组自动追...     

双层卫星网络QoS路由算法研究

具有星际链路的双层通信星座网络可为全球提供宽带实时多媒体通信服务,路由算法设计是其中关键技术之一。本文详细介绍了由低轨卫星与中轨卫星构成的空间信息通信网双层星座系统体系结构,提出了一种新的具有QoS保证的双层卫星网络路由算法。仿真结果表明提出的路由算法可以满足系统的QoS业务要求的延迟、丢包率与抖动等指标。     

A survivable routing protocol for two-layered LEO/MEO satellite networks

Due to the rapid development of space communication, satellite networks will be confronted with more complex space environment in future, which poses the important demand on the design of the survivable and efficient routing protocols. Among satellite networks, two-layered Low Earth Orbit (LEO)/Medium Earth Orbit (MEO) satellite networks (LMSNs) have become an attractive architecture for their better communication service than single-layered satellite networks. To determine the topological dynamics of LMSN, the satellite group and group manager (SGGM) method is a prevalent strategy. However, it can not precisely capture the topological dynamics of the LEO layer, which may result in the unreliability of data transmission. Besides, most existing routing protocols based on the SGGM method will collapse once any top satellite fails. To overcome both limitations, this paper proposes a new topology control strategy for LMSNs. The proposed strategy determines the snapshot in terms of the topological change of the LEO layer, which ensures the topological consistency of routing calculation. Moreover, a new survivable routing protocol (SRP) is presented for LMSNs by combining both centralized and distributed routing strategies. The SRP can provide strong survivability under the LEO or MEO satellite failure. Besides, it can also achieve the minimum delay routing provided the MEO layer can effectively work. The performance of SRP is also evaluated by simulation and analysis.     

中低轨卫星跨层激光链路二次同步切换方法

中低轨卫星之间跨层激光链路的无缝切换直接决定了双层卫星光网络的稳定性.异步切换方法会导致网络拓扑频繁重构,而集中同步切换将造成两层间连接中断,网络运行状态失控.为此,本文提出了中低轨卫星星座激光链路的二次同步切换方法,在保证中低轨道卫星连通的基础上,可降低网络拓扑重构频率.研究了整数周期比的中轨道和低轨道卫星空间位置特性,建立了中低轨卫星星座构形二阶非球摄动模型,确定了中低轨道之间轨道周期比为3的双层卫星星座构形.按连接和切换顺序将该星座构形中跨层激光链路分为两组,以相对周期的1/4为基准,每次令其中一组同步切换,通过交替完成切换.研究结果表明,二次同步切换方法使得网络拓扑重构频率降低到链路切换频率的1/7,比集中切换方法在网络平均时延方面降低了30ms.     

A Distributed Multicast Routing Scheme for Multi-Layered Satellite IP Networks

In this paper, a distributed multicast routing scheme is introduced for multi-layered satellite IP networks, which include GEO, MEO, and LEO layers. This scheme aims to minimize the total cost of multicast trees in the satellite network. Multicast trees are constructed and maintained in the dynamic satellite network topology in a distributed manner. Simulation results are provided to evaluate the performance of the new scheme in terms of end-to-end delay and multicast tree cost.     

中、低轨道卫星通信 第六讲 中、低轨道卫星通信系统网络结构性能对比及其存在问题与发展前景

本文讨论典型中、低轨道卫星通信系统网络结构和ＬＥＯ／ＭＥＯ／ＧＥＯ系统性能对比方法，亦展望了其存在问题及发展前景。     

MLSR: a novel routing algorithm for multilayered satellite IPnetworks

Several IP-based routing algorithms have been developed for low-Earth orbit (LEO) satellite networks in recent years. The performance of the satellite IP networks can be improved drastically if multiple satellite constellations are used in the architecture. A multilayered satellite IP network is introduced that consists of LEO, medium-Earth orbit (MEO) and geostationary Earth orbit (GEO) satellites. A new multilayered satellite routing (MLSR) algorithm is developed that calculates routing tables efficiently using the collected delay measurements. The performance of the multilayered satellite network and MLSR is evaluated through simulations and analysis