低軌道衛(wèi)星激光通信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)路由策略與算法研究.pdf

1、在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中采用激光星間鏈路作為信息的載體實現(xiàn)未來寬帶數(shù)據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是目前國際上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。衛(wèi)星激光通信網(wǎng)絡(luò)有其自身的特殊性，如何實現(xiàn)動態(tài)適應(yīng)性路由是一個難點。本文針對低軌道衛(wèi)星激光通信網(wǎng)絡(luò)，研究了動態(tài)路由策略與算法，通過使用Matlab軟件編程進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)性能的仿真。
　　論文首先分析了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性，介紹了衛(wèi)星覆蓋理論及激光星間鏈路空間幾何關(guān)系，重點分析了星下點軌跡及激光星間鏈路俯仰角、方位角、星間距離和時延的動態(tài)

2、特性仿真曲線，為充分利用衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的周期性和可預(yù)測性等有利特征來設(shè)計路由算法提供定量分析基礎(chǔ)；同時討論了衛(wèi)星光通信網(wǎng)絡(luò)激光星間鏈路的主要干擾因素，諸如衛(wèi)星平臺動力學(xué)環(huán)境、終端與衛(wèi)星平臺耦合運動學(xué)環(huán)境和背景光噪聲對激光星間鏈路狀態(tài)的影響。
　　其次建立了衛(wèi)星光通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)模型，包括節(jié)點業(yè)務(wù)流和全球業(yè)務(wù)模型。以光網(wǎng)絡(luò)組裝業(yè)務(wù)原理為基礎(chǔ)，利用排隊理論分析節(jié)點時延特性，仿真結(jié)果表明時延呈統(tǒng)計隨機分布。采用全球業(yè)務(wù)分布模型進(jìn)行仿真，得到衛(wèi)星

3、節(jié)點業(yè)務(wù)變化情況及統(tǒng)計特征。在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)引入業(yè)務(wù)流量，路由選擇可以均衡網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。
　　基于以上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮匦院蜆I(yè)務(wù)模型，最后給出了星地一體化路由策略，其中主要分析了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)激光星間路由策略——虛擬拓?fù)渎酚?。在?zhí)行星間鏈路路由策略時，基于提高通信的可靠性，以優(yōu)化路由跳數(shù)為目標(biāo)，得到改進(jìn)的動態(tài)路由算法——基于優(yōu)化跳數(shù)的最短路徑（OHSP）算法。該算法采用鏈路狀態(tài)權(quán)值（LSW）參數(shù)代替一般鏈路權(quán)值，不僅考慮時延影響，同