卫星网络多路径路由算法与切换策略研究

摘要

作为天地一体化网络的重要组成部分，卫星网络具有与地面网络完全不同的诸多特点。针对这些特点，本文在已有卫星网络路由研究的基础上，开展了卫星网络多路径路由技术研究。研究的主要内容包括:基于信号灯的多路径路由算法、基于多路径同时连接的无缝链路切换以及基于软件定义的卫星网络路由与切换。
　　基于信号灯的多路径路由算法首先结合卫星星座星历数据、卫星网络拓扑结构、收集到的各卫星载荷及链路状态信息，在地面控制中心进行卫星网络路由预规划，并将计算好的预规划路由信息上载到各卫星。在星上，算法将根据各方向信号灯颜色对已预规划好的路由进行动态调整，将业务数据分配到最合适的一条或多条路径上进行传输。信号灯的颜色指示着拥塞程度，由本跳缓存队列占用率及对应下一跳卫星队列总占用率共同决定。此外，针对卫星网络单方向短时间数据激增特点，本文还引入公共等待队列以暂时存储那些本将因缓存队列溢出而被丢弃的数据包。无缝链路切换机制则通过提前连接到切换目标卫星、实行端到端多路径同时传输以实现新、旧链路之间的自然切换。最后，本文通过引入软件定义网络思想，提出了一种新型的卫星网络架构，讨论了在该网络架构下的多路径路由与切换问题。

目录

声明

致谢

摘要

图表目录

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 卫星网络研究现状

1．2．1 卫星通信发展与趋势

1．2．2 卫星网络路由算法

1．2．3 卫星网络切换策略

1．2．4 卫星网络体系结构与实验平台

1．3 本文组织

第2章 卫星网络路由与切换研究基础

2．1 卫星网络的基本组成

2．2 卫星星座与网络拓扑设置

2．3 本文所采用路由算法流程

2．4 状态收集与路由发布机制

2．5 本章小结

第3章 卫星网络多路径路由算法

3．1 信号灯和公共等待队列

3．2 基于信号灯的多路径路由算法

3．3 理论建模与分析

3．4 实验模拟与分析

3．5 本章小结

第4章 卫星网络无缝链路切换策略

4．1 卫星网络中的切换

4．2 多路径无缝切换策略

4．3 本章小结

第5章 基于软件定义的卫星网络路由与切换研究

5．1 软件定义卫星网络由来

5．2 软件定义卫星网络架构

5．3 基于软件定义的卫星网络路由与切换

5．4 软件定义卫星网络仿真平台搭建

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间主要的研究成果