一种高效的LEO卫星星座路由算法

针对由小卫星组成的低地球轨道(LEO)卫星星座网络的星上计算能力和存储资源有限,以及传统的星座路由算法虽能很好地适应网络的动态性但对星上计算能力和存储资源的要求都较高的问题,在基于对实际 LEO 卫星星座网络充分分析的基础上,提出了一种基于离线计算的简洁高效的路由算法。该算法在保证路由有效性的前提下,能够通过使用备份路径来提供流量自适应机制。复杂性分析和仿真结果表明,该算法只需较小的星上存储开销和星上处理开销,而且具有较好的端到端时延性能。该算法简洁、高效的特点使其能作为实际 LEO 卫星星座网络的实用化路由协议。

低轨道卫星星座网络路由研究

拓扑时变性、承载业务分布不均衡以及星上资源有限,使得设计新的低轨道卫星星座网络路由算法迫在眉睫。如何设计简单、高效的低轨道卫星星座路由成为当前卫星网络研究的热点问题。深入剖析了LEO卫星网络的特点,从几何模型、切换以及星上处理能力三个视角出发,分类综述了LEO卫星路由算法,阐述了各类路由的典型算法,讨论了每种算法的优点和适用环境,剖析了其中存在的问题,并对它们进行了综合对比。最后指出了LEO卫星路由算法进一步的研究方向。

LEO卫星移动通信系统空间网络技术分析

在分析LEO卫星星座移动通信系统空间段网络功能和特点的基础上,进行了星座网络路由和交换技术体制的分析和论证,提出了以支持话音业务为主的LEO卫星移动通信系统星座网络路由和交换技术方案。星座网络采用定长信元格式交换体制,采用动态拓扑离散化的拓扑快照静态路由策略。这种静态路由离线计算方式和定长信元交换相结合,提高了网络交换的效率和转发速率。

LEO星座网络动态源路由算法

近年来,在低轨(LEO)卫星星座通信网络中采用网际协议(IP)路由算法的研究已经取得了一系列进展,文章论述了LEO星座通信网络的特点、拓扑结构和虚拟节点策略。在此基础上提出了基于泛洪路由的LEO星座动态源路由算法DSR-LSN(Dynamic Source Routing algorithm in LEO Satellite Networks),星座网络仿真表明,DSR-LSN算法具有网络路由状态稳定性好、时延小的优点。

大型低轨星座网络规划方法与仿真分析

得益于全球覆盖、高吞吐量和低时延等优势,大型低轨星座网络已成为了全球发展的热点。然而,大型低轨星座网络规划方法及仿真建模分析尚未得到深入研究。重点解决如下两个问题:如何评估给定的大型低轨星座网络、如何设计或优化星座网络。建立了用以评估大型低轨星座网络性能的3个关键指标,即网络覆盖率、系统吞吐量、业务往返时延。以此关键指标为设计优化目标,对卫星星座部署、关口站部署和无线资源管理进行分析和设计,并搭建用于大型低轨星座网络的集成网络评估和规划仿真平台,以验证所提出的网络规划方案。仿真结果表明,所设计的网络规划仿真平台可以支持对大型低轨星座网络的评估和规划。

基于负载均衡的卫星光网络路由与波长分配方法研究

提出基于用户业务分布的卫星光网络负载均衡路由与波长分配(LBRWA)算法,利用蚁群算法寻找最优光路径,实现了卫星光网络负载平衡。建立基于全球用户业务分布的卫星光网络LBRWA优化模型,根据链路持续时间和波长空闲率搜寻下一跳链路,同时引入随机扰动,避免局部最优。利用全球用户流量强度分布模型修正统计平均光路径成本,实现链路状态更新,将流量引向非热点区域卫星节点,为用户请求寻找负载均衡的最优光路径。研究结果表明,与传统基于链路状态的弹性负载均衡(ELB)算法相比,LBRWA算法将拥塞率降低了20.49%,且在资源利用率、业务分布指数和最大归一化星间链路负载方面具有更好的性能,有效地实现了卫星光网络负载均衡。