小衛(wèi)星組網(wǎng)路由方法研究.pdf

1、受Internet迅速發(fā)展的影響，用戶希望能隨時(shí)隨地的接入網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的接入技術(shù)受種種因素限制難以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)相比，最大的優(yōu)勢(shì)就是可以在地球表面實(shí)現(xiàn)無(wú)縫隙覆蓋，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地傳送信息。低軌道(LEO)衛(wèi)星通信與同步軌道(GEO)衛(wèi)星通信相比，具有傳輸時(shí)延短，信號(hào)衰減小等優(yōu)點(diǎn)。為降低系統(tǒng)成本，多由小衛(wèi)星組成LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。 小衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。受衛(wèi)星有效載荷的限制，衛(wèi)星

2、難以承受IP路由所帶來(lái)的計(jì)算和存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)。傳統(tǒng)的IP技術(shù)主要是為有線固定網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的，沒(méi)有考慮到對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的支持。雖然國(guó)內(nèi)外研究對(duì)IP技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了對(duì)移動(dòng)應(yīng)用的支持，形成MobileIP，但是，IP技術(shù)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的支持能力仍然有限。 本文側(cè)重于研究隨機(jī)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由方法，進(jìn)而將該路由方法發(fā)展成為一種通用路由方法。鑒于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)周期比較長(zhǎng)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)比較大，設(shè)計(jì)通用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)既有利于技術(shù)積累，又有利于降低研究成本。

3、 隨機(jī)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有規(guī)則的星座結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星在軌道空間上分布不均勻。給路由研究帶來(lái)困難。為此，本文提出一種通用的路由方法—基于區(qū)域代理的區(qū)域路由方法，該方法以區(qū)域劃分為基礎(chǔ)，區(qū)域劃分的方法與衛(wèi)星星座無(wú)關(guān)。通過(guò)區(qū)域?qū)⒙酚煞纸鉃橛蜷g路由和域內(nèi)路由兩個(gè)部分。每個(gè)區(qū)域選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為該區(qū)域的區(qū)域代理，負(fù)責(zé)域間路由和域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的管理。區(qū)域不隨節(jié)點(diǎn)移動(dòng)而變化，且數(shù)量有限，適合于應(yīng)用IP路由技術(shù)。 為了降低路由負(fù)荷，本文提出了“有限互連”的概念：通過(guò)

4、端節(jié)點(diǎn)維護(hù)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，將部分路由負(fù)荷由路由節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移至端節(jié)點(diǎn)上。在有限互連中，由于端節(jié)點(diǎn)不需要具有訪問(wèn)所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無(wú)限互連能力，因此有利于提高小衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)容忍部分連通的能力。 微機(jī)模擬的結(jié)果證實(shí)了該區(qū)域路由方法的可行性，可應(yīng)用在不同類(lèi)型的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。 本文的主要貢獻(xiàn)是：1.通過(guò)基于區(qū)域代理的區(qū)域路由方法為解決隨機(jī)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由提供一種有價(jià)值的方法，進(jìn)而擴(kuò)展到規(guī)則衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，形成具有一定通用意義的路由方法；2.為解決