卫星网络自适应路由协议的研究

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1、摘要低地球轨道(LEO)卫星网络是由一定数量的LEO卫星节点和连接卫星的星际链路(ISL)构成的空间无线网络系统。由于具有全天候、近实时、不受国界限制，以及在全球范围内获取和快速传递大容量信息的能力，LEO卫星网络在军事和民用通信领域中发挥着重要的作用。本文对LEO卫星网络中的路由协议进行研究，首先分析了LEO卫星网络路由面临的技术挑战和现有工作的不足，并在此基础上，针对卫星网络业务流量分布不均衡问题，提出了基于负载均衡的卫星网络按需路由协议，即LBR(Load．BalancedOn．DemandRouting)协议。并通过仿真验证了该协议的性能。其次，本文针对通信过程中遇

2、到的节点失效的意外情况，对LEO卫星网络抗毁性进行了初步研究。借鉴MP．DSR(Multi．PathDynamicSourceR0uting，多路径动态源路由)协议的多路径思想，提出基于多路径的抗毁性路由协议，即MPSR(Multi．PathSurvivableRouting)协议。通过预防和修复两种策略来保证源节点到目的节点始终存在两条节点不重复多路径。分析表明，该协议在一定程度上有效提高网络的健壮性和抗毁性。关键词：LEO卫星网络路由负载均衡抗毁性Abstract硼舱LEO(LowEarthOrbit)satellitenetworkisatypeofwirelessn

3、etworksysteminspaceinwhichvariousLEOsatellitenodesareinter-connectedbyinter-satellitelinks(ISLs)．BecauseoftheparticularfeaturesofLEOsatellitenetworks，suchasshortpropagationdelay,globalcoverage，nearrealtimeandhighbandwidth,LEOsatellitenetworksplayaveryimportantroleinmilitaryandcivilarea．The

4、thesisfocusesontheroutingprotocolinLEOsatellitenetworks．Firstly，thisdissertationfocusesonresolvingtheproblemofunbalancedtrafficloadcarriedinthenetworks．Basedontheanalysisofthetechnologychallengesforroutinginsatellitenetworksandthelimitationofrelatedwork,AnewroutingprotocolnamedLBR(Load．Bal

5、ancedon-demandRouting)isproposedforLEOsatellitenetworks．SimulationresultsverifythattheproposedprotocolCallachievebetterloadbalance．Secondly,thethesisstudiesthesurvivableroutingtechnologyofLEOsatellitenetworks．T11ispaperproposesanewsurvivableroutingprotocolbasedonmulti-pathforLEOsatellitene

6、tworks．ThenewroutingprotocolnamedMPSR(Multi-PathSurvivableRouting)．n圮schemesofprecautionandrestorationareemployedtosupporttwonode-disjointmulti-pathsfromthesourcetothedestination．ThequalitativeanalysisshowsthattheMPSRprotocolenhancestherobustnessandsurvivabilityofI．EOsatellitenetworks．Keyw

7、ord：LEOSatelliteNetworkRoutingLoadBalanceSurvivability第一章绪论弟一早珀下匕1．1研究背景和意义当今社会对信息化的需求日益增强，人们渴望在任何时间、任何地点和任何人以任何方式进行信息交换。为了实现这一目标，各种各样的移动通信新技术层出不穷。卫星网络技术是现代通信技术的主要方式之一，卫星网络具有全球覆盖的能力，能够保证高速率传输和较高的带宽，支持灵活的、大规模的网络结构。卫星网络不但可以作为地面网络的补充和完善，而且可以单独构成天基综合信息网(SBlN，Space