多层卫星网络的拓扑结构具有明显的时变特征,难以提供持续且稳定的端到端路径,导致高效路由问题面临着巨大的挑战.将卫星网络设计为封闭的体系结构,采用强管理或调度式控制策略会导致其无法自由、高效地实现与其它系统的协同组网.基于I...多层卫星网络的拓扑结构具有明显的时变特征,难以提供持续且稳定的端到端路径,导致高效路由问题面临着巨大的挑战.将卫星网络设计为封闭的体系结构,采用强管理或调度式控制策略会导致其无法自由、高效地实现与其它系统的协同组网.基于IP的网络体系结构在应用于多层卫星网络时又存在路由效率不高的问题.基于命名数据网络NDN(Named Data Networking)体系结构,提出一种多层卫星网络分布式路由方法——SNDN(Satellite Named Data Networking).根据链路切换的周期性和可预知性,以时变图为建模工具,设计一个能自适应稠密和稀疏场景的路由算法来动态地计算时间相关的最快路径并附加为源路由信息,充分利用命名数据网络数据驱动的通信模式、数据包级的安全特性和逐跳转发的特点,由节点在包转发的过程中动态地完成转发表(FIB,Forwarding Information Base)和请求状态表(PIT,Pending Interest Table)的构建.可为面向未来空、天、地一体化协同组网的多层卫星网络路由研究提供一种新的思路.通过仿真实验及对比分析,验证了SNDN在路由效率和多播性能方面的优势.展开更多
通信、导航、遥感一体的天基信息服务系统的建设将对跨境实时通信、动目标全球跟踪、灾害快速响应等提供有力保障,同时也对高效的网络通信,特别是卫星路由规划算法提出了新的要求。为优化通信链路,进一步降低时延,充分利用网格空间关系...通信、导航、遥感一体的天基信息服务系统的建设将对跨境实时通信、动目标全球跟踪、灾害快速响应等提供有力保障,同时也对高效的网络通信,特别是卫星路由规划算法提出了新的要求。为优化通信链路,进一步降低时延,充分利用网格空间关系直视、编码计算效率高的优势,提出了卫星星座空间互联网格化计算方法。基于GeoSOT-3D(geographic coordinate subdivision grid with one dimension integer coding on 2nTree-3D)模型,构建了空天网格索引大表,并提出了一套通过查询网格通视情况来进行卫星通视分析以及星间路由规划的算法。通过仿真90/15/2的Walker星座,构建空天网格索引大表,进行星间通视分析、星间效率规划的实验验证与效率对比,结果发现,网格通视分析效率较传统算法提升2.2倍;基于预先建立通视大表的通视分析效率较传统算法提升20.9倍;网格化星间路由规划效率在最短距离约束下提升近25倍;在最小跳数约束下则提升约20倍。因此,该算法具有可行性与高效性,能显著提升星间通视及空间链路规划的计算效率。此外,该算法能够用于紧急通信、灾害预警、海上救援等方面,为卫星互联网建设作出贡献。展开更多
提出一种基于卫星航点的分段路由(waypoint-segment routing,WSR)算法,WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础,根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置;利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制,提前响应网络拓扑变化,计算得到...提出一种基于卫星航点的分段路由(waypoint-segment routing,WSR)算法,WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础,根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置;利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制,提前响应网络拓扑变化,计算得到一条不受网络拓扑快照切换影响的传输路径。基于NS-3仿真平台进行仿真实验,设置源节点与目标节点在反向缝同侧与不同侧两种场景,选取优化链路状态路由(optimized link state routing,OLSR)算法和最短路径算法与WSR进行时延抖动与分组丢失率的对比分析。实验证明WSR与OLSR相比,两种场景下最大时延抖动分别降低46 ms与126 ms,分组丢失率分别降低30%和21%,并且能够解决拓扑快照切换导致分组传输路径中断的问题。展开更多
文摘多层卫星网络的拓扑结构具有明显的时变特征,难以提供持续且稳定的端到端路径,导致高效路由问题面临着巨大的挑战.将卫星网络设计为封闭的体系结构,采用强管理或调度式控制策略会导致其无法自由、高效地实现与其它系统的协同组网.基于IP的网络体系结构在应用于多层卫星网络时又存在路由效率不高的问题.基于命名数据网络NDN(Named Data Networking)体系结构,提出一种多层卫星网络分布式路由方法——SNDN(Satellite Named Data Networking).根据链路切换的周期性和可预知性,以时变图为建模工具,设计一个能自适应稠密和稀疏场景的路由算法来动态地计算时间相关的最快路径并附加为源路由信息,充分利用命名数据网络数据驱动的通信模式、数据包级的安全特性和逐跳转发的特点,由节点在包转发的过程中动态地完成转发表(FIB,Forwarding Information Base)和请求状态表(PIT,Pending Interest Table)的构建.可为面向未来空、天、地一体化协同组网的多层卫星网络路由研究提供一种新的思路.通过仿真实验及对比分析,验证了SNDN在路由效率和多播性能方面的优势.
文摘通信、导航、遥感一体的天基信息服务系统的建设将对跨境实时通信、动目标全球跟踪、灾害快速响应等提供有力保障,同时也对高效的网络通信,特别是卫星路由规划算法提出了新的要求。为优化通信链路,进一步降低时延,充分利用网格空间关系直视、编码计算效率高的优势,提出了卫星星座空间互联网格化计算方法。基于GeoSOT-3D(geographic coordinate subdivision grid with one dimension integer coding on 2nTree-3D)模型,构建了空天网格索引大表,并提出了一套通过查询网格通视情况来进行卫星通视分析以及星间路由规划的算法。通过仿真90/15/2的Walker星座,构建空天网格索引大表,进行星间通视分析、星间效率规划的实验验证与效率对比,结果发现,网格通视分析效率较传统算法提升2.2倍;基于预先建立通视大表的通视分析效率较传统算法提升20.9倍;网格化星间路由规划效率在最短距离约束下提升近25倍;在最小跳数约束下则提升约20倍。因此,该算法具有可行性与高效性,能显著提升星间通视及空间链路规划的计算效率。此外,该算法能够用于紧急通信、灾害预警、海上救援等方面,为卫星互联网建设作出贡献。
文摘提出一种基于卫星航点的分段路由(waypoint-segment routing,WSR)算法,WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础,根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置;利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制,提前响应网络拓扑变化,计算得到一条不受网络拓扑快照切换影响的传输路径。基于NS-3仿真平台进行仿真实验,设置源节点与目标节点在反向缝同侧与不同侧两种场景,选取优化链路状态路由(optimized link state routing,OLSR)算法和最短路径算法与WSR进行时延抖动与分组丢失率的对比分析。实验证明WSR与OLSR相比,两种场景下最大时延抖动分别降低46 ms与126 ms,分组丢失率分别降低30%和21%,并且能够解决拓扑快照切换导致分组传输路径中断的问题。
