面向星際互聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸路徑優(yōu)化.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)太陽(yáng)系的探索不再局限于月球及火星這些離地球較近的星體，人們開(kāi)始對(duì)太陽(yáng)系的其它星體進(jìn)行探測(cè)活動(dòng)。深空探測(cè)離不開(kāi)深空通信的支持。在深空通信中，某些情況下直接鏈路無(wú)法可靠地傳輸信息，需要進(jìn)行中繼通信，構(gòu)建中繼通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了深空通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分。星際互聯(lián)網(wǎng)就是由一些穩(wěn)定的、高效的、高容量的中繼衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的深空網(wǎng)絡(luò)。它包括長(zhǎng)距離基本單元之間的數(shù)據(jù)鏈路（直接鏈路或多跳鏈路），對(duì)空間探測(cè)器、宇宙空間站、太

2、空飛船以及行星軌道器等提供導(dǎo)航定位信息、遙測(cè)遙控信息，對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。星際互聯(lián)網(wǎng)的鏈路具有不連續(xù)性、非對(duì)稱性、長(zhǎng)延時(shí)等特點(diǎn)造成了研究深空網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。
　　針對(duì)于此，本文首先系統(tǒng)地闡述了深空通信的發(fā)展及星際互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，并論證了選擇拉格朗日點(diǎn)作為星際互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的可行性以及確定衛(wèi)星通信鏈路的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
　　星際互聯(lián)網(wǎng)是一種典型的延遲容忍網(wǎng)絡(luò)(Delay Tolerant Networking，DTN)。本文介紹了星際互

3、聯(lián)網(wǎng)下的連接圖路由算法(Contact Graph Routing，CGR)在深空通信中尋找信息傳輸路徑的可行性和局限性，對(duì)應(yīng)用于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)的Dijkstra算法進(jìn)行改進(jìn)，并提出了最短時(shí)間路徑算法和最小能量路徑算法。
　　最后，利用衛(wèi)星仿真軟件(Satellite Tool Kit，STK)構(gòu)建星際互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，并對(duì)以拉格朗日點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)的星際互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行可見(jiàn)時(shí)間和鏈路距離的仿真。根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，分別對(duì)連接圖路由算法，最短時(shí)間路徑算法和最