衛(wèi)星網(wǎng)絡中支持QoS的路由算法研究.pdf

1、近年來隨著科技的快速發(fā)展，人類的活動范圍也逐漸擴大，地面網(wǎng)絡通信已經(jīng)滿足不了人類對信息的需求。衛(wèi)星通信是目前比較理想的一種用于實現(xiàn)長途通信的方式，衛(wèi)星網(wǎng)絡的路由模塊是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關鍵部分，如何在衛(wèi)星網(wǎng)絡中實現(xiàn)支持QoS的路由算法是目前研究者比較關注的問題。由于衛(wèi)星網(wǎng)絡的特殊性，現(xiàn)有的地面網(wǎng)絡路由算法不適用于衛(wèi)星網(wǎng)絡，因而必須設計合適的路由算法。
　　本文設計了單層衛(wèi)星網(wǎng)絡(LEO)和多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(LEO/MEO/GEO)，主要研

2、究了如何在單層衛(wèi)星網(wǎng)絡和多層衛(wèi)星網(wǎng)絡中實現(xiàn)支持QoS的路由算法以及星地切換路徑保護算法。本文主要做了以下三點工作：
　　(1)單層衛(wèi)星網(wǎng)絡中，本文首先設計了時延受限代價最小的最短路徑算法，該算法適用于網(wǎng)絡負載率較低的情況。網(wǎng)絡負載率很高時，容易出現(xiàn)鏈路擁塞，為解決這個問題，本文設計了時延受限負載均衡路由算法，仿真結(jié)果表明，該算法在一定程度上解決了網(wǎng)絡的負載均衡問題。星間鏈路的不斷切換會引發(fā)路由重構，若鏈路切換頻繁，會引起路由抖動問

3、題。針對這個問題，本文設計了降低網(wǎng)絡拓撲抖動性最短路徑算法，仿真結(jié)果表明了該算法的有效性。
　　(2)多層衛(wèi)星網(wǎng)絡中，為降低多層衛(wèi)星網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的復雜性和拓撲的頻繁切換，根據(jù)中軌衛(wèi)星的覆蓋范圍，將低軌衛(wèi)星分組，并設計了基于分組降低拓撲抖動性的路由算法和基于分組負載均衡的路由算法。本文證明了基于分組的路由算法可以為所有的衛(wèi)星計算路由表，且通信開銷很小。仿真結(jié)果表明，基于分組路由算法的端到端時延不會隨著網(wǎng)絡負載率的增大急劇增加，與未分