低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)路由與交換技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星通信作為一種重要的現(xiàn)代通信手段，得到了世界各國的廣泛關(guān)注。早期的衛(wèi)星通信系統(tǒng)研究主要基于GEO衛(wèi)星。與GEO衛(wèi)星相比，LEO衛(wèi)星具有較小的時延，對地面終端的功耗要求降低，并且能夠?qū)崿F(xiàn)真正的全球覆蓋。然而，由于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)具有高動態(tài)的特性，不能直接將地面網(wǎng)絡(luò)的路由算法照搬到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中。因此，在具有星間鏈路的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，設(shè)計高效的路由策略很有必要。本文主要針對具有星間鏈路的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由算法進行研究。
　　第一章簡要介紹了衛(wèi)星通信

2、的概況和發(fā)展現(xiàn)狀，低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究現(xiàn)狀，多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)及其路由算法的研究現(xiàn)狀。同時，對交換技術(shù)進行了簡單介紹。最后介紹了論文的主要研究工作和全文的結(jié)構(gòu)安排。
　　第二章構(gòu)建了一種基于OPNET的低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由仿真平臺。簡單介紹了OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件和STK仿真軟件。對低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進行建模分析，詳細介紹了用戶終端、衛(wèi)星的OPNET三層模型。同時，對星上交換體制和調(diào)度策略進行了介紹。最后，在此平臺上進行了仿真實驗，用以驗證

3、平臺的可靠性。
　　第三章研究基于邏輯位置的低軌衛(wèi)星系統(tǒng)分布式路由算法。分析了低軌星座的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型，對不具有反向縫鏈路的星座系統(tǒng)進行討論。對相鄰軌道面間具有相位差的星座進行了深入研究。為DRA算法提出了合適的邏輯位置劃分方式以及邏輯位置更新辦法。分析了DRA算法的基本原理，并給出了網(wǎng)絡(luò)擁塞時的具體解決方案。利用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進行了建模和性能仿真，實現(xiàn)了DRA算法和離散時間動態(tài)虛擬拓撲路由算法DT_DVTR的對比，并分析了星間

4、鏈路速率、高速率用戶存在以及丟包策略對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　第四章主要研究基于抗毀性的MEO&LEO雙層衛(wèi)星路由算法。首先介紹了多層衛(wèi)星星座系統(tǒng)的星座設(shè)計，對多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的軌道高度、軌道類型以及星間鏈路進行研究，并在STK仿真軟件中進行建模，給出了雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中方位角、俯仰角以及星間距離變化的仿真結(jié)果。然后，在第三章分布式路由算法的基礎(chǔ)上，提出了基于抗毀性的MEO&LEO雙層衛(wèi)星路由算法，給出了雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點擁塞和失效等問題的