卫星星座网络路由算法研究及可视化平台设计

摘要

由于互联网在过去30年中不断的发展壮大，从而使人们对网络接入的要求也不断的提高——能够随时随地接入互联网、可以通过各种通信手段接入互联网。而卫星通信便能很好的满足这两种需求。同样在这30年中，由于卫星通信能够广泛覆盖无线通信基础设施，催生了基于卫星星座网络的宽带卫星技术。这两种趋势一起促进了卫星通信的发展。
　　 文章的内容分五章，主体内容分布在二到四章，涉及到了作者在研究期间参与项目的多个方面。在第一章绪论中，对卫星通信系统的历史和应用做了简要的概括。接着对文章所涉及内容的价值做了分析。最后给出了正文部分的结构。
　　 卫星星座作为卫星网络的基础架构，它是实现空间组网的必要前提。因此第二章内容着重分析卫星星座一系列架构，包括卫星运动模型、轨道参数和星座构型等。最后引出了星座下组网的问题。
　　 面对低轨卫星网络快速的拓扑变化，地面网络上的路由算法并不适用。由于卫星运动的周期性，我们可以采用拓扑快照的方式处理快速变化的拓扑。这时，对于跨越多张拓扑快照的业务，切换过程中的时延抖动成为影响其QoS的重要因素。为此第三章给出了一个考虑切换的路由算法，并进行了实验仿真。
　　 基于可视化演示的需求，在第四章中设计实现了卫星星座网络的可视化演示系统。整个系统采用模块化的方式搭建，包括仿真平台、控制平台、演示平台和结果输出模块四个部分。演示中的实时数据都是通过OPNET上的仿真平台产生，从而保证了仿真系统的真实性。控制演示平台通过socket与仿真平台进行数据交互，并实时演示卫星网络拓扑和分组路由。结果输出模块可以用图形化的方式输出仿真中的数据。
　　 第五章对整个研究过程的内容进行了概括并分析项目进一步的工作重点和发展方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略词表

声明

第一章绪论

1.1卫星通信系统的历史

1.2卫星星座网络的应用

1.3国内外研究现状及前景

1.4本课题研究的意义和论文结构

第二章基于卫星星座的通信系统

2.1卫星通信系统的组成

2.2卫星运动模型

2.3卫星星座构型

2.4基于卫星星座的组网

2.5本章小结

第三章低轨卫星网络路由算法优化

3.1算法研究背景

3.2优化算法描述

3.3仿真系统模型

3.3.1星座参数

3.3.2动态拓扑处理

3.4性能分析

3.5本章小结

第四章可视化卫星网络仿真系统

4.1 视化仿真系统的内容

4.1.1可视化系统的设计标准

4.1.2可视化系统的设计架构

4.2基于OPNET的仿真模块

4.2.1仿真控制节点

4.2.2卫星节点

4.2.3地面站节点

4.2.4移动节点

4.2.5链路模型

4.2.6 OPNET端的演示初始化

4.2.7路由数据信息

4.2.8场景选择和节点编号

4.3控制及可视化平台

4.3.1控制模块的配置信息

4.3.2演示模块的界面设计

4.3.3 二维演示窗口的实现

4.3.4三维显示窗口的实现

4.4结果输出模块

4.5通信交互平台

4.6本章小结

第五章结论

5.1全文总结

5.2下一步的工作

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果