空基通信网络高动态路由技术研究.pdf

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1、硕士学位论文空基通信网络高动态路由技术研究RESEARCHONHIGH-DYNAMICROUTINGTECHNOLOGYOFAIR-BASEDCOMMUNICATIONNETWORK刘一男哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN915.41学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文空基通信网络高动态路由技术研究硕士研究生：刘一男导师：王学东教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学

2、ClassifiedIndex:TN915.41U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONHIGH-DYNAMICROUTINGTECHNOLOGYOFAIR-BASEDCOMMUNICATIONNETWORKCandidate：LiuYinanSupervisor：Prof.WangXuedongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：E

3、lectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要天空地一体化网络，是以地面网络为基础，以空间网络为延伸，以卫星作为通信节点建立的信息网络。网络涵盖太空、空中、陆地和海洋等

4、自然空间，为天、空、地用户提供网络接入的基础设施。与地面网络相比，天地一体化网络具有高、远、广的突出特点，对于实现空中、海上和缺少地面基础设施的偏远地区的通信覆盖具有重要意义。民航飞机以其数量繁多，时延低，“无感捎带”的优点，逐渐体现出了相对于卫星节点的优势。以越来越密集的民航飞机替代大部分LEO卫星作为通信接入平台，充分利用民航飞机形成广域空基无线通信网络已逐渐具备了可行性。本文即从这里展开，研究空基通信网络的组网方案和路由技术。首先，为了实现空基网通信网络高动态的特性，提出分簇式组网架构，并采

5、用低轨卫星节点对盲区进行覆盖。之后，研究经典路由协议（DSDV、DSR、AODV），并分析他们在高动态环境下的适应性，为之后高动态下路由协议的研究打下基础。接着，本文提出了一种高动态环境下的分簇路由协议，详细地阐述了其运行机理，包括节点类别、簇首的选举与维护，簇拓扑表的构成等等。在分簇路由协议中，簇头选举和维护是重中之重，考虑到网络的稳定性和寿命，簇头选取的方式确定为LEACH算法以满足要求。接下来，针对网络节点之间的链路质量实时变化的情况，本文提出了基于QoS和基于业务实施敏感性的路由修正策略，

6、并将二者归一化为质量评估模型Q，实现了对于网络中飞机-飞机以及飞机-低轨卫星链路的评估，并对实时业务和非实时业务进行区分，采用不同的节点传输，体现了路由规划的合理性。最后，针对这种链路质量实时变化的网络拓扑模型，本文采用蚁群算法修正前文所提出的路由协议，缩短信息传输距离，将进一步提高了网络的稳定性。关键词：空基；高动态路由协议；质量评估模型；蚁群算法-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThespace-air-earthintegrationnetworkusessatellite

7、sascommunicationnodestoestablishaspace-basedinformationnetworkbasedongroundnetworksandspacenetworks.Thenetworkcoversnaturalspacesuchasspace,air,landandsea,andprovidesnetworkaccessinfrastructureforusersofthespace,skyandearth.Comparedwiththeterrestrialn

8、etwork,theintegratednetworkofthespace，airandtheearthhasprominentfeaturesofhigh,far,andwide,anditisofgreatsignificanceforthecommunicationcoverageinremoteareaswhereair,sea,andterrestrialinfrastructurearelacking.Civilaviationaircraft,withitslarge