低轨卫星网络动态路径切换技术

发布时间：2021-02-08 18:24

　　面向星座式低轨（LEO）卫星网络,针对动态路由技术重构时间长导致的资源利用率下降问题,提出了一种基于预测的路径切换机制.依据卫星飞行轨迹,预测星间链路的可用时间,从而判断当前传输路径的可用寿命.在当前路径断开之前及时触发路由重构,为当前传输寻找备用路径,避免路由重构导致传输中断.提出了新型路径选择方案,根据当前路径代价和网络全局负载状态设计了综合代价函数,用于选择最优路径.仿真结果表明,所提出的路径切换技术可有效降低数据转发的丢包率,提升网络整体吞吐量. 

【文章来源】：北京邮电大学学报. 2020,43(02)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

极轨道星座场景图

在极轨道星座场景下，卫星通过星间链路与其他卫星相连接．在这些星间链路中，轨道内链路连接为固定连接，在运行周期内一直保持连接状态不会中断，但是轨道间链路会由于左右天线交替的原因在南北极圈处周期性地断链重连．如图2所示，在卫星A穿过南北极区时，原本连接在其运行方向左侧的卫星B会移动到其运行方向右侧，原本连接在其运行方向右侧的卫星C会移动到其运行方向左侧，因此链路A-B和链路A-C都会在极区内断链而在离开极区时重连．针对以上问题，提出了一种周期性的链路预测算法，通过对比链路可用时间与重路由时间，以此判断是否触发路径切换．

1)链路的可用时间tc．卫星节点周期性地根据当前位置信息预测下一次到达极圈边界的时间，该时间为其相应轨道间链路的可用时间．如图3所示，设卫星当前所在位置与北极的夹角为θo，南北极圈范围为θpo，由于卫星运行周期固定为T，下一次卫星进入极区的时间，也就是当前轨道间链路的可用时间为2)路由源节点的重路由时间tr．路由的重建包括中间节点反馈源节点路径中断的过程，以及源节点发起的完整寻路过程．若相邻节点间的最长传播时间为tmax,T，单一节点的排队时延为tavg，当前网络中路径的最大跳数为m，则最大重路由时间设为

【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式空间系统星间通信组网技术研究综述[J]. 秦勇,惠蕾放,刘晓旭,马伟.  空间电子技术. 2015(04)
[2]LEO卫星网络快照序列路由算法优化[J]. 王京林,晏坚,曹志刚.  宇航学报. 2009(05)

博士论文
[1]低轨卫星星座网络IP路由技术研究[D]. 晏坚.清华大学 2010



本文编号：3024343