低轨卫星通信系统路由与交换技术研究

发布时间：2017-03-29 09:20

  本文关键词：低轨卫星通信系统路由与交换技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：卫星通信作为一种重要的现代通信手段,得到了世界各国的广泛关注。早期的卫星通信系统研究主要基于GEO卫星。与GEO卫星相比,LEO卫星具有较小的时延,对地面终端的功耗要求降低,并且能够实现真正的全球覆盖。然而,由于卫星网络具有高动态的特性,不能直接将地面网络的路由算法照搬到卫星网络中。因此,在具有星间链路的卫星通信系统中,设计高效的路由策略很有必要。本文主要针对具有星间链路的卫星网络的路由算法进行研究。第一章简要介绍了卫星通信的概况和发展现状,低轨卫星网络路由算法的研究现状,多层卫星网络及其路由算法的研究现状。同时,对交换技术进行了简单介绍。最后介绍了论文的主要研究工作和全文的结构安排。第二章构建了一种基于OPNET的低轨卫星网络路由仿真平台。简单介绍了OPNET网络仿真软件和STK仿真软件。对低轨卫星网络进行建模分析,详细介绍了用户终端、卫星的OPNET三层模型。同时,对星上交换体制和调度策略进行了介绍。最后,在此平台上进行了仿真实验,用以验证平台的可靠性。第三章研究基于逻辑位置的低轨卫星系统分布式路由算法。分析了低轨星座的网络构型,对不具有反向缝链路的星座系统进行讨论。对相邻轨道面间具有相位差的星座进行了深入研究。为DRA算法提出了合适的逻辑位置划分方式以及逻辑位置更新办法。分析了DRA算法的基本原理,并给出了网络拥塞时的具体解决方案。利用OPNET网络仿真软件进行了建模和性能仿真,实现了DRA算法和离散时间动态虚拟拓扑路由算法DT_DVTR的对比,并分析了星间链路速率、高速率用户存在以及丢包策略对网络性能的影响。第四章主要研究基于抗毁性的MEOLEO双层卫星路由算法。首先介绍了多层卫星星座系统的星座设计,对多层卫星网络的轨道高度、轨道类型以及星间链路进行研究,并在STK仿真软件中进行建模,给出了双层卫星网络中方位角、俯仰角以及星间距离变化的仿真结果。然后,在第三章分布式路由算法的基础上,提出了基于抗毁性的MEOLEO双层卫星路由算法,给出了双层卫星网络中节点拥塞和失效等问题的具体解决方法。最后,通过OPNET软件进行仿真,对LEO卫星网络和MEOLEO卫星网络的性能进行了对比分析。第五章总结全文,并提出今后的研究问题和方向。
【关键词】：低轨卫星通信系统 路由算法 星间链路 双层卫星网络 OPNET仿真
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2

【参考文献】

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1 胡剑浩,李涛,吴诗其;具有星际链路的LEO&MEO双层卫星网络路由策略研究[J];电子学报;2000年04期

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本文编号：274149