中国空间科学技术

中国空间科学技术 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (3): 17-.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2015.03.003

• 研究探讨 • 上一篇    下一篇

一种基于等长时隙划分双层卫星网络路由算法

张景斌,刘炯,申普兵   

  1. （1西安通信学院，西安710106）（273132部队，漳州363111）
  • 收稿日期:2014-11-28 修回日期:2015-02-27 出版日期:2015-06-25 发布日期:2015-06-25
  • 作者简介:张景斌 1985年生，2007年毕业于西安通信学院，现为西安通信学院军队指挥学硕士研究生。研究方向为卫星通信网络协议。 刘炯 1973年生，2007年获清华大学信息与通信工程专业博士学位，西安通信学院副教授。研究方向为卫星通信网络协议、信息安全。
  • 基金资助:

    陕西省科学技术研究发展计划（2013JM8007）；全军军事学研究生课题（2011JY002253）资助项目

ADoublelayeredSatelliteConstellationNetworkRoutingAlgorithmBasedonEquallengthIntervalSnapshots

ZHANGJingbin,LIUJiong,SHENPubing   

  1. （1Xi′ancommunicationsInstitute,Xi′an710106）（2ArmyUnit73132,Zhangzhou363111)
  • Received:2014-11-28 Revised:2015-02-27 Published:2015-06-25 Online:2015-06-25

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被引次数

3

摘要： 针对网络拓扑时变和链路频繁切换影响卫星网络路由性能的问题，采用“骨干/接入”和“弱连接”思想，构建双层卫星网络，实现地球静止轨道卫星（GEO与低轨道卫星（LEO）各层的分开管理。在此基础上，通过动态调整极区边界值，进行系统周期的平均划分，提出了适合于双层卫星网络的等长时隙快照和星上分布式路由算法（EquallengthIntervalSnapshotsandOnboardDistributedRoutingAlgorithm，EDRA）。分析和仿真验证表明，这种“骨干/接入”的双层卫星网络架构更加合理，EDRA算法划分的时隙数量仅为时间虚拟化和分层管理的路由算法（VirtualizedTimeandLayeredManagementRoutingAlgorithm，VLRA）的一半，平均时隙长度则为VLRA的3倍以上，减少了路由计算与更新的次数，提高了网络链路利用率，并且端到端时延抖动小，数据丢包率低，更加适合于卫星网络中应用。

关键词: 地球静止轨道卫星/低轨道卫星双层卫星网络, 等长时隙划分, 星上分布式路由算法, 动态极区边界值, 仿真

Abstract: Forthesatelliteconstellationnetwork,changesinrealtimeofnetworktopologyandfrequentlyhandoverofISLhavebadimpactsontheroutingperformance.Basedonthebackboneandaccessionstheoryandtheweakconnectiontheory,anewdoublelayeredsatelliteconstellationnetworkstructurewasproposed,whichcanhelptheadministrationforeachlayer.Moreover,anewroutingalgorithm,namedEDRA,wasproposed.Theroutingalgorithmimprovesthemethodofequallengthintervalsnapshotsbyadjustingthepolarboundarydynamicallyandadoptingthenewideaoflayeredmanagement.Theanalysisandsimulationsshowthatthenewsatelliteconstellationnetworkstructureismoresensible,thenumberofsnapshotsoftheEDRAalgorithmisonlythehalfoftheVLRAalgorithm,andtheaveragedurationofsnapshotsismorethanthreetimesoftheVLRAalgorithm.TheEDRAalgorithmcanreducethenumberofcalculationandupdatingoftherouting,improvetheutilizationofnetworkISL,reducethedelayjitterandpacketlossrate.

Key words: GEO/LEOdoublelayeredsatelliteconstellationnetwork;, Equallengthintervalsnapshots, Onboarddistributedroutingalgorithm, Dynamicallyadjustthepolarboundary, Simulation