Analysis on Connectivity of Inter-Orbit-Links in a MEO/LEO Double-Layer Satellite Network

As an important scheme of future global mobile satellite communication systems to provide multimedia service, a Double-Layer Satellite Network （DLSN） with MEO satellites and LEO satellites is proposed. The Inter-Orbit-Links （IOLs） between layers is an essential factor, which affects the performances of the DLSN systems. Considering certain constellation parameters, the geometric characteristics of IOLs are described and the connectivity of MEO satellites and LEO satellites in the DLSN is analyzed. By computer simulation, the results show that IOLs should be selectively established according to certain parameters rather than the simple in-sight principle.

一种评估LEO卫星通信网络抗毁性的新方法研究

抗毁性是低轨卫星通信网络的重要属性,评估卫星网络抗毁性对卫星网络结构设计具有重要意义。针对低轨卫星网络的特点,在对复杂网络抗毁性的研究基础上,建立以自然连通度为基础的卫星网络抗毁性测度指标,利用STK/Matlab仿真工具分析卫星网络的抗毁性。实验分析表明,仿真结果可以有效评估卫星网络抗毁性大小。

面向大规模低地球轨道卫星网络的星间链路连接策略

针对大规模低地球轨道(LEO)卫星网络,提出了2类新型星间链路(ISL)连接策略:Grid-V和Grid+,并对传统的Grid连接策略进行改进。所提策略充分利用了次邻轨和跨邻轨星间链路,Grid-V连接策略舍弃了Grid连接策略的轨内链路,利用次邻轨和跨邻轨的星间链路形成网络拓扑;Grid+连接策略在保留Grid连接策略中的星间链路基础上,允许卫星与同轨道或者次邻轨道卫星建立跨星连接。针对Walker-Delta星座构型的大规模LEO卫星网络,设计了基于所提星间链路连接策略的最短距离路由算法,并分别从几何拓扑和数据包层面对路由进行了系统级仿真,以评估各连接策略的性能。仿真结果表明,在几何拓扑层面,所提策略可以有效减少平均路由跳数与路径切换次数;在数据包层面,所提策略在往返时延及抖动、路径占用率、平均吞吐量等方面具有更好的性能。

基于自然连通度的复杂网络抗毁性分析

以自然连通度为抗毁性谱测度指标,详细分析了度分布、小世界性、度关联性3种典型复杂网络结构属性对复杂网络抗毁性的影响:通过混合择优模型构造不同度分布复杂网络,研究了度分布对抗毁性的影响,研究表明在相同条件下,度分布越不均匀抗毁性越强;从规则环状格子出发,通过保度随机重连和自由随机重连研究了小世界性对抗毁性的影响,研究表明复杂网络拓扑结构的抗毁性与小世界性并不存在必然的相关性;通过保度同配重连和保度异配重连研究了度关联性对抗毁性的影响,研究表明同配网络比异配网络的抗毁性更强。

空间信息网络结构抗毁性优化设计

结合空间信息网络体系架构设计需求,提出了一种具有强抗毁性的空间信息网络结构设计方法。分析并选择自然连通度作为网络的抗毁性测度,提出了一种基于自然连通度的空间信息网络结构优化模型,设计了一种具有免疫审查的人工免疫算法并进行模型求解。仿真实验表明,在链路失效模式和节点失效模式下,优化设计的空间网络与典型空间信息系统相比具有更好的网络结构抗毁性与顽健性。

基于自然连通度的复杂网络抗毁性仿真优化研究

建立了以自然连通度为目标函数的复杂网络抗毁性组合优化模型,进而提出了基于禁忌搜索的复杂网络抗毁性仿真优化算法,设计了变量编码、定义了移动操作、给出了特赦准则、设置了终止准则,给出了算法流程,最后基于仿真优化结果分析了最优抗毁性网络的结构属性,研究表明最优抗毁性网络呈现出明显的同配度关联模式,核心节点之间相互连接紧密形成'富人俱乐部'。

防空多传感器网络结构抗毁性优化设计

为优化提高防空多传感器网络的抗毁性,以网络遭受攻击过程中的总自然连通度为目标函数,根据网络背景设计节点度和连通性约束,建立网络拓扑结构抗毁性优化模型,并设计利用改进人工免疫算法求解优化模型的步骤。为提高人工免疫算法种群中有效抗体数目进而提升搜索效率,改进算法添加接种疫苗和抗体修复步骤。仿真实验表明优化模型的合理性和改进人工算法求解的快速有效性,而采用按度攻击策略的总自然连通为指标进行优化可显著提高网络的抗毁性。

基于自然连通度的复杂网络抗毁性研究

针对自然连通度为抗毁性测度指标,为使在付出最小代价前提下,得到抗毁性最优的网络,提出添加边的网络局部优化方法。在不同添边方式下,对两个影响网络抗毁性优化效果的因素——添边个数和取点个数做了定量分析,得出了不同添边方式下添边个数(取点个数一定)和取点个数(添边个数一定)的最优选取,进而对优化网络在不同攻击策略下进行抗毁性仿真分析,比较得出大度节点之间添边和关键节点之间添边使网络的抗毁性提升最高,小度节点之间添边和随机节点之间添边所得网络却在遭受蓄意攻击时有更好的抗毁性。

移动Ad hoc网络拓扑结构抗毁性测度模型

引入一种新的抗毁性指标——自然连通度,建立了考虑能耗的移动Ad hoc网络拓扑结构抗毁性综合测度模型,在此基础上确定了基于网络拓扑结构抗毁性的最优发射半径。实验分析表明,该测度模型能有效刻画移动Ad hoc网络拓扑结构的抗毁性,具有最优发射半径的网络拓扑结构能较好权衡网络结构抗毁性和网络生命期。

基于攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型

针对不考虑攻击策略时以自然连通度作为复杂网络抗毁性测度存在的缺陷,用节点的改进总连通度作为目标函数建立了基于按度攻击策略的复杂网络拓扑结构优化模型,并运用收敛速度较快的自适应局部增强微分进化算法(ADMPDE)对复杂网络的拓扑结构优化进行仿真分析。仿真结果验证了该模型的合理性和算法的适用性,优化后的复杂网络的度大节点比例提高了32%,其抗毁性得到明显改进,并得到一些有意义的结论。相关内容可为该领域的进一步研究提供有价值的参考。

骨干光通信网链路重要度识别方法研究

骨干光通信网链路容易受到破坏而失效,从而导致通信故障,因此对骨干光通信网链路重要度进行识别,并根据链路重要度等级确定链路的防护等级具有重要意义。文章针对骨干光通信网拓扑层,首先计算网络的自然连通度,将拉普拉斯矩阵零特征根重数作为自然连通度的权值,定义了加权自然连通度;然后基于加权自然连通度来分析链路失效对网络抗毁性的影响,定量计算链路拓扑重要度,实现对骨干光通信网链路重要度的识别;最后,对算法流程进行说明,并以具体电力通信骨干光网络模型为例,通过仿真对比分析算法的有效性和准确性,仿真结果表明,加权自然连通度在评估链路重要度方面比自然连通度更全面合理。

基于节点修复的低轨卫星网络动态抗毁性模型

基于复杂网络理论,建立基于多智能体的低轨卫星网络动态抗毁性模型.完成低轨卫星网络的分布式拓扑结构的构建,将每个网络节点看成是一个具有自修复能力的agent,并在不完全信息条件下,采用一般性攻击策略研究信关站的分布、攻击强度、攻击力度、信息指数、自修复能力对低轨卫星网络抗毁性的影响.仿真结果表明:系统存在恢复时滞,对随机打击具有较强的鲁棒性,对蓄意打击脆弱性降低、稳定性提高,自修复性能弱化了网络的无标度特性;信息指数比攻击强度及攻击力度对网络抗毁性的影响更大;信关站分布对空间段网络抗毁性的影响较小,对地面段网络抗毁性影响较大,表明星际链路使得低轨卫星星座对地面网的依赖性大为降低.