低轨道卫星路由算法与传输机制研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaoxuan123456
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卫星网络由于其覆盖范围广、链路带宽高、频率可复用等优良特性,成为下一代互联网的一个重要研究领域,它可以有效缓解地面骨干网络拥塞,并为全球提供移动接入。其中,低轨道(Low Earth Orbit, LEO)卫星具有轨道低、延时小、带宽高、发射成本低、用户终端实现简单等优点,利用LEO卫星构建卫星网络,是未来卫星系统的重要发展方向之一。路由和传输协议是卫星网络的重要的组成部分,现有的路由和传输协议由于不能适应LEO卫星高速运动、拓扑结构变化快、链路切换频繁、星上处理能力差等特性,在实际系统中运行时,效率很低。因此,设计简单有效的卫星网络路由算法和传输机制有着重要的理论和实际应用价值。本论文主要研究工作及成果如下:1.针对几种典型的卫星网络路由算法在对数据包转发、系统复杂度以及可移植性方面进行了分析比较。分析结果表明:基于地理位置的路由算法相对于其它算法在性能、适应能力等方面有着显著的优势;现有的基于地理位置的LEO路由算法都是基于理想情况下的卫星网络系统模型,比如认为卫星轨道是标准圆形,且对缝间链路和极地链路路由转发处理欠妥。2.提出了一种基于地理位置的分布式抗毁路由算法。该算法基于一种简化的拓扑模型和报头格式,采用路由地址更新策略,通过维护邻居节点信息来实现一种基于权值的转发机制,实验结果表明,与其它算法比较,该路由算法性能优越,并具有较强的抗毁能力。3.提出了一种点到点的可靠传输确认机制。首先,针对卫星网络不同于传统网络的特征,详细分析了这些特征对端到端传输协议的影响;然后,仔细描述了点到点的可靠传输确认机制的设计思想和细节。通过实验和理论分析表明,点到点的传输确认机制相比于端到端的传输确认机制在ACK报文捎带、多跳可变延时链路场景下可靠传输等方面有较大优势。
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