题目：移动卫星网络路由关键技术研究

移动卫星网络具有节点高速移动、多波束大覆盖、网络拓扑时变、星间/星地链路频繁切换等特点。移动卫星网络将与地面网络互联互通，为不同的用户提供无处不在的全球通信服务，这意味着移动卫星网络需要 1）与地面通信网络无缝连接；2）为用户提供动态灵活的服务。路由技术研究是实现无缝连接和动态服务的核心问题，也是目前国际探索的前沿问题。 本文针对路由技术中节点定位、路径计算、路径建立、仿真验证等四个关键问题，具体开展了节点位置管理、多径路由算法、MPLS 协议设计等关键技术的研究，并构建了一套移动卫星网络仿真平台。主要研究成果包括： 1）提出了一种移动卫星网络节点位置管理机制，解决了移动卫星网络中高速移动节点的定位问题。在分析移动卫星网络中终端节点的越区次数概率的基础上，采用了基于信关站的移动终端IP 分址方法和地理分区寻呼机制。该方法减少了 IP更新请求代价和寻呼代价，从而降低了移动性管理总代价；并且受节点移动速度和呼叫率影响较少，适用于航空用户终端等高速运动节点和呼叫频繁的卫星网络。 2）提出了一种时延受限的多径路由优化算法(DCOM)，解决了移动网络中时延限制和路径条数之间的均衡问题。引入时延限制参数，优化了路径更新条件和路径发现过程，优先选择和维护时延少于最短路径时延ε 倍的路径，从而降低了多径传输的平均时延，提高有效传输率，减少了节点缓存。 3）提出了一种拥塞最小化的分布式多径路由算法(D-CMM)，解决了移动网络中节点计算能力和链路带宽有限的问题。根据图论中最大流最小割定理，证明网络拥塞因子可达到的最小值。引入虚拟目的节点和虚拟链路，采用网络聚合方法分层表示网络拓扑，便于分布式路由计算。D-CMM算法的优化目标为网络拥塞因子最小，可实现网络负载均衡，增加网络吞吐量，适用于远距离通信和链路密集型的网络。 4）提出了一种时延受限的拥塞最小化多径路由算法(DCCM)，解决了卫星网络中时延抖动和链路拥塞等问题。在满足时延限制和带宽需求的条件下，保证拥塞因子最小， 同时兼顾网络中传输时延和业务拥塞率等性能， 计算复杂度较低， 适用于Iridium、Teledesic等多种卫星网络。 5）参考地面网络 MPLS 协议，借鉴WMPLS(Wireless MPLS)的相关设计，设计适用于移动卫星网络的 MPLS 协议，实现 MPLS 技术在多径路由中的应用。具体设计包括：标签结构设计、标签分配协议LDP设计等。结合网络层多径路由算法，建立基于标签交换的QoS传输机制，实现 MPLS 技术在多径路由中的应用。 6）构建了一个移动卫星网络仿真验证系统，通过典型案例设计和分析，仿真验证了卫星网络链路层和网络层协议，给出吞吐量、通信时延等仿真结果，从而证明该系统可以为卫星网络的关键技术研究提供有效的网络模拟环境。