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题目:LEO卫星星座路由技术研究

关键词:LEO卫星星座网络;路由;离线;在线;性能评价

  摘要

近年来,由低轨卫星组成的LEO星座卫星网络由于其成本低、组网灵活等特点,在很多领域中已经广泛应用。在应用的驱动下,卫星星座网络技术得到了迅速的发展,但是,由于卫星网络具有拓扑持续动态变化、星上处理能力有限、星间链路传输时延长和数据流量分布不均衡等特点,使得卫星网络路由技术面临新的挑战。路由问题是LEO星座组网的核心问题,也是当前该领域的研究热点之一。研究与设计实用化的LEO星座路由协议已成为LEO卫星星座网络迫切需要解决的一个问题。本文主要工作包括:针对卫星网络星上资源有限的特点,通过充分分析网络拓扑动态变化规律,设计了一种离线快速路由算法。路由算法通过离线计算路由表,实现了星上快速路由转发,具有算法简单和星上计算开销小等优点。为解决自适应路由的需求,设计了一种在线轻量级路由算法。路由算法利用星座网络特有的规则网络拓扑,计算最短时延路径。使其星上计算开销真正达到轻量级,保证了合理的星上资源利用率。该算法对离线算法是一个很好的补充。通过将离线路由与在线路由的思想相结合,设计了一种自适应的LEO卫星星座路由协议。路由协议根据网络中的不同情况采用合理的路由策略,以适应实际卫星网络的需求。为了实现对路由协议的评价及验证,设计了一种高效的卫星网络路由仿真方案。通过在OPNET中建模仿真以及对仿真结果的分析,评价了路由协议的性能。本文的研究成果为实用化的LEO卫星星座网络设计与实现奠定了基础。