基于稳定性的分布式星群组网优化方法研究

发布时间：2017-08-29 17:05

  本文关键词：基于稳定性的分布式星群组网优化方法研究

  更多相关文章： 分布式星群 网络优化 抗毁性评估 多目标路由选择 网络修复

【摘要】：由于卫星通信具有通信距离远、覆盖范围广、传输时延短等特点,研究卫星通信技术具有重要的意义。近年来,由多颗卫星、地面站、低空飞行器等节点组成的分布式星群网络成为了卫星通信领域的一个热点研究方向。如何实现稳定性组网和动态重构对分布式星群网络具有重要的意义,也是本文的主要研究问题。然而,之前的组网研究分别单独集中于拓扑和路由两个方面。由于星群具有分布式结构、大规模、动态移动等特点,在组网过程中分别单独的考虑拓扑和路由具有缺陷,结合拓扑和路由进行组网优化和重构具有必要性和可行性。本文首先提出了归一化自然连通度的抗毁性评估方法,然后又研究了路由算法中的多目标优化问题。在此基础上,提出了一种基于稳定性的分布式星群组网优化方法。在给定网络时延、带宽和稳定性等约束条件下,此方法能够实现分布式星群的动态组网,并满足稳定性和服务质量的要求。该方法包括基于最短路径和最小生成树算法的初始网络构造算法,基于业务的局部优化算法和基于稳定性的全局优化算法。另外,本文研究了网络节点和链路的损毁问题,以频度作为链路重要性指标,基于网络动态重构思想,提出了一种网络损毁修复策略。基于稳定性的分布式星群组网优化方法,能够满足不同的网络设计需求,在给出稳定性约束的条件下,降低网络时延,提升链路利用率。另外,网络修复算法能够显著地提升损毁网络的稳定性,极大地降低损毁网络的平均时延。本文提出的两种方法计算复杂度低,能够快速有效的解决分布式星群的动态组网和重构问题。
【关键词】：分布式星群 网络优化 抗毁性评估 多目标路由选择 网络修复
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-10
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究的背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状及分析10-15
• 1.2.1 分布式星群10-13
• 1.2.2 星群稳定性组网方法13-14
• 1.2.3 国内外研究现状总结14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 分布式星群组网方法研究与分析17-35
• 2.1 多层卫星网络拓扑特性17-18
• 2.2 多层卫星网络抗毁性分析18-27
• 2.2.1 节点可信度19-20
• 2.2.2 节点重要度20-21
• 2.2.3 节点依赖性21-22
• 2.2.4 链路可用度22-23
• 2.2.5 网络连通度23-27
• 2.3 多层卫星网络路由选择算法27-29
• 2.4 多目标路由选择算法研究29-32
• 2.5 基于拓扑与路由的星群组网方法可行性分析32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第3章 分布式星群组网优化方法研究35-59
• 3.1 分布式星群网络构建35-37
• 3.2 分布式星群组网优化方法37-46
• 3.2.1 初始网络的构建37-42
• 3.2.2 基于服务的局部优化42-44
• 3.2.3 基于稳定性的全局优化44-46
• 3.3 基于星群组网优化方法的网络性能分析46-58
• 3.3.1 初始网络构造性能分析46-53
• 3.3.2 网络局部优化及全局约束性能分析53-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第4章 分布式星群损毁修复策略研究59-73
• 4.1 节点和链路重要性评估方法59-61
• 4.2 分布式星群损毁修复策略61-64
• 4.2.1 星群损毁问题分析62-63
• 4.2.2 星群修复策略设计63-64
• 4.3 基于损毁修复策略的网络性能分析64-72
• 4.3.1 网络稳定性分析64-66
• 4.3.2 网络时延分析66-69
• 4.3.3 网络剩余带宽分析69-72
• 4.4 本章小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士期间发表的论文及其他成果79-81
• 致谢81

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本文编号：754417