资源受限卫星网络中的连接计划研究
发布时间：2021-08-14 04:45
随着人们对空间通信的需求快速上升,卫星通信技术以及相关行业在近年来得到了快速的发展。但由于卫星网络中卫星节点会根据轨道进行周期性的运转,节点之间的通信链路会频繁断开,因而卫星网络的拓扑结构具有时变性。另外,由于卫星自身成本和硬件上的限制,单个卫星难以在同一时间内建立多条数据通信链路。当卫星网络承载的数据传递量较大时,在这种资源受限网络中高效地调度链路成为了一个挑战。针对于该状况,连接计划设计（Contact Plan Design,CPD）能够在这种环境下根据优化目标高效地调度链路。本文就资源受限卫星网络中的CPD问题进行了深入研究,主要内容可分为以下几个方面:首先,根据卫星的轨道对卫星和卫星网络分别进行分类介绍,对当前卫星网络中的关键技术进行了总结和阐述,基于当前卫星网络的发展和研究背景,引出本文的选题背景,根据章节安排对本文的结构进行了梳理和简介。然后,对延迟容忍卫星网络的结构和特征进行总结归纳。CPD的目的是在资源受限环境下调度链路,其设计目的类似于延迟容忍网络（Delay Tolerant Network,DTN）中的路由,接着对卫星DTN网络中的路由进行分类介绍。根据CPD的...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
根据轨道高度的卫星分类方式
星网络可以分为单层卫星网络和多层卫星网络络结构的是由数个同一轨道高度的卫星节点构成的卫络可分为 LEO 卫星网络、MEO 卫星网络以及由同一轨道高度的 LEO 卫星节点构成。由于的链路受到的干扰较小，因而大部分的 LEOEO 卫星网络系统饱受商业航天的青睐因素之络系统的代表之一，该系统通过 6 条极轨轨死角覆盖。2017 年，铱二代(Iridium Next)开的发送，铱二代系统不仅大幅下降了原铱系统种速率的数据传输服务[16]。
图 3. 2 GICP 算法流程图在详细介绍 GICP 前，需提前引入一个算法相关术语—基因段。基因段由多个基因元构成，可以表示某状态下网络所有潜在链路的建立情况。因为不同状态的可建立链路数不同，故各状态的基因段长度也不固定。如图 3.2 所示，根据 GICP 中各模块的功能，GICP 的总体流程可以分为三个模块，分别是编码、修正和基因操作。在初始阶段，需要对 GICP 输入网络的离散拓扑以及算法的相关参数。完成输入操作后，算法对各个体进行编码，编码后的二进制序列串可以代表一个 CPD 方案。由于数据的传递受半双工传递模式的限制，故该解在修复前极有可能不是一个可行解，故然接下来对个体进行修复，并根据评价函数逐个计算个体的适应值。接着，判断算法是否达到终止条件。若判断算法需要继续执行，则进入基因操作，该操作主要是通过模拟生物竞争以达到优胜劣汰的目的，该步骤的输出是经过挑选的一个子代群体。因为在遗传操作时也可能打破半双工的限制条件，故生成的子代会返回修复操作准备下一次迭代。下面就各模块的具体
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 易克初,李怡,孙晨华,南春国. 通信学报. 2015(06)
[2]基于跨层蚁群优化的近地轨道卫星网络路由算法(英文)[J]. 王厚天,张琦,忻向军,陶滢,刘乃金. 中国通信. 2013(10)
[3]东方红三号系列卫星在轨故障统计分析[J]. 赵海涛,张云彤. 航天器工程. 2007(01)
[4]中国返回式卫星遥感和科学试验的回顾与展望[J]. 唐伯昶. 中国航天. 2001(04)
[5]俄将发射新的移动通信卫星[J]. 朋吉碧. 国外空间动态. 1993(09)
硕士论文
[1]卫星网络传输控制机制研究[D]. 尚春艳.南京理工大学 2012
本文编号：3341797
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
根据轨道高度的卫星分类方式
星网络可以分为单层卫星网络和多层卫星网络络结构的是由数个同一轨道高度的卫星节点构成的卫络可分为 LEO 卫星网络、MEO 卫星网络以及由同一轨道高度的 LEO 卫星节点构成。由于的链路受到的干扰较小，因而大部分的 LEOEO 卫星网络系统饱受商业航天的青睐因素之络系统的代表之一，该系统通过 6 条极轨轨死角覆盖。2017 年，铱二代(Iridium Next)开的发送，铱二代系统不仅大幅下降了原铱系统种速率的数据传输服务[16]。
图 3. 2 GICP 算法流程图在详细介绍 GICP 前，需提前引入一个算法相关术语—基因段。基因段由多个基因元构成，可以表示某状态下网络所有潜在链路的建立情况。因为不同状态的可建立链路数不同，故各状态的基因段长度也不固定。如图 3.2 所示，根据 GICP 中各模块的功能，GICP 的总体流程可以分为三个模块，分别是编码、修正和基因操作。在初始阶段，需要对 GICP 输入网络的离散拓扑以及算法的相关参数。完成输入操作后，算法对各个体进行编码，编码后的二进制序列串可以代表一个 CPD 方案。由于数据的传递受半双工传递模式的限制，故该解在修复前极有可能不是一个可行解，故然接下来对个体进行修复，并根据评价函数逐个计算个体的适应值。接着，判断算法是否达到终止条件。若判断算法需要继续执行，则进入基因操作，该操作主要是通过模拟生物竞争以达到优胜劣汰的目的，该步骤的输出是经过挑选的一个子代群体。因为在遗传操作时也可能打破半双工的限制条件，故生成的子代会返回修复操作准备下一次迭代。下面就各模块的具体
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星通信的近期发展与前景展望[J]. 易克初,李怡,孙晨华,南春国. 通信学报. 2015(06)
[2]基于跨层蚁群优化的近地轨道卫星网络路由算法(英文)[J]. 王厚天,张琦,忻向军,陶滢,刘乃金. 中国通信. 2013(10)
[3]东方红三号系列卫星在轨故障统计分析[J]. 赵海涛,张云彤. 航天器工程. 2007(01)
[4]中国返回式卫星遥感和科学试验的回顾与展望[J]. 唐伯昶. 中国航天. 2001(04)
[5]俄将发射新的移动通信卫星[J]. 朋吉碧. 国外空间动态. 1993(09)
硕士论文
[1]卫星网络传输控制机制研究[D]. 尚春艳.南京理工大学 2012
本文编号：3341797
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3341797.html
