多层卫星网络管理策略的研究

发布时间：2017-03-19 09:05

  本文关键词：多层卫星网络管理策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：单层卫星网络管理比较复杂,需要在全球布置地面站对网络进行管理,这会带来复杂的地缘政治问题,也不符合当前我国的基本国情。采用多层卫星组网,利用不同层次卫星的优点将数据平面和控制平面分离,可以实现优势互补,提高管理效率。这种组网方式将管理工作交由高层卫星处理,不需要在全球布置地面站。目前多层卫星组网大多采用覆盖分域的管理方式,这种管理方式需要足够的管理卫星覆盖整个低层卫星。这种方式不仅使得管理层星座设计复杂,管理卫星数目众多,管理域的频繁变化也增加了时间片的划分难度,而且这种管理方式鲁棒性和抗毁性比较差。为了克服上述问题,本文提出了一种逻辑分域的管理方式。本文首先介绍了逻辑分域管理模式下的多层卫星网络的设计方法,着重介绍了管理层的星座设计,即将所有的管理卫星放置在同一个轨道上,并研究了管理轨道的各种参数。然后在前面网络架构的基础上详细阐述了路由协议的实现,包括分域方法和簇头选举的方法、路由协议的实现流程、数据包的转发流程等等。最后结合网络结构和路由协议说明了逻辑分域管理策略增强抗毁性和鲁棒性的方式。为了评估逻辑分域管理策略的性能,本文利用STK软件和MATLAB搭建了不同的仿真场景。仿真结果表明相对于传统的覆盖分域的管理方式,在不同的管理高度下逻辑分域需要更少的管理卫星,管理域的变化频度要小得多,而路由收敛时间二者相接近,但是覆盖分域的拖尾现象比较严重
【关键词】：管理方式 多层卫星网络 逻辑分域 簇头
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 卫星通信系统的基本情况12-14
• 1.2.1 轨道高度12-13
• 1.2.2 系统周期13
• 1.2.3 卫星系统中的通信链路13
• 1.2.4 卫星网络的特点13-14
• 1.3 卫星网络结构的研究现状与趋势14-17
• 1.4 卫星网络路由技术的研究现状与趋势17-21
• 1.4.1 地面网络路由协议不能直接应用于卫星网络17-18
• 1.4.2 卫星网络路由现状18-21
• 1.5 抗毁性研究21
• 1.6 论文内容和组织21-23
• 第二章 逻辑分域管理模式下的多层卫星网络架构设计23-36
• 2.1 概述23-24
• 2.2 LEO层星座架构24-29
• 2.3 管理层架构29-32
• 2.4 网络结构抗毁性研究32-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 逻辑分域管理模式下的多层卫星网络路由协议研究36-51
• 3.1 概述36-37
• 3.2 卫星路由协议的功能部件37-38
• 3.3 卫星路由协议的相关定义38-41
• 3.4 逻辑分域和簇头选择41-44
• 3.4.1 逻辑分域41-43
• 3.4.2 簇头选择43-44
• 3.5 卫星路由协议的具体流程44-49
• 3.5.1 地面离线预备工作44-45
• 3.5.2 周期性管理45-47
• 3.5.3 触发式管理47-48
• 3.5.4 数据包转发48-49
• 3.6 路由协议的抗毁性49-50
• 3.7 本章小结50-51
• 第四章 仿真实验与分析51-63
• 4.1 STK简介51
• 4.2 对本文提出的多层卫星网络架构的仿真分析51-59
• 4.2.1 管理卫星数目的对比51-57
• 4.2.2 逻辑分域下高层管理卫星对LEO卫星的覆盖关系57-59
• 4.3 对本文提出的多层卫星网络路由协议的仿真分析59-62
• 4.3.1 管理关系变化的频度59-60
• 4.3.2 路由协议的收敛时间60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 结束语63-65
• 5.1 主要工作与创新点63
• 5.2 后续研究工作63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文69-71

【参考文献】

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本文编号：255816