發(fā)布時間：2021-09-27 22:52

　　近年來,隨著空天一體化的推進和航天任務(wù)的發(fā)展,微納衛(wèi)星成為航天領(lǐng)域的熱門研究方向。受限于單體微納衛(wèi)星的性能限制,微納衛(wèi)星星群組網(wǎng)成為主要趨勢。傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議無法適應(yīng)微納衛(wèi)星自組織網(wǎng)絡(luò)的需求,因此需要針對微納衛(wèi)星星群網(wǎng)絡(luò)的特性改進已有的路由協(xié)議。經(jīng)過多年的研究,地面自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的發(fā)展較為成熟,其中先應(yīng)式的無線自組網(wǎng)按需平面距離向量路由協(xié)議（Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing,AODV）和后應(yīng)式的優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（Optimized Link State Routing,OLSR）的應(yīng)用最為廣泛。首先,本文針對微納衛(wèi)星自組織網(wǎng)絡(luò),設(shè)計了一種輕量化的OLSR路由協(xié)議。此協(xié)議結(jié)合微納衛(wèi)星星群網(wǎng)絡(luò)高動態(tài)、軌道可預(yù)測等特點,對已有的OLSR路由協(xié)議做了簡化和適配,旨在為微納衛(wèi)星在軌任務(wù)提供高效可靠的信息通信保障。本文還搭建了OPNET仿真平臺,導(dǎo)入了微納衛(wèi)星星群的軌道,對不同場景下的微納衛(wèi)星星群網(wǎng)絡(luò)做了系統(tǒng)仿真。仿真實驗證明了我們設(shè)計的輕量化OLSR路由協(xié)議在微納衛(wèi)星星群組網(wǎng)中表現(xiàn)出了優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)性能及抗毀能力。然后,本文針對微納衛(wèi)星星... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單節(jié)點OLSR信息庫結(jié)構(gòu)圖

?妒墾?宦畚?段：src，源節(jié)點地址；dst，目的節(jié)點地址；srcSN，源節(jié)點序列號；dstDSN，目的節(jié)點序列號。序列號反映當(dāng)前已知路由信息的時效性。每個節(jié)點都維護一個獨立的計數(shù)器計算自己的序列號，如RREQ消息中的srcSN表示源節(jié)點最新的路由時效；同時每個節(jié)點還會記錄其節(jié)點的最新序列號，如RREQ消息中的dstDSN表示目的節(jié)點的路由時效。通過比較同一節(jié)點的不同序列號可以得知當(dāng)前路由信息是否有效，比如收到RREQ消息的節(jié)點如果已有通向dst的路由信息，但該路由信息的序列號小于RREQ消息中的dstDSN，則放棄使用此路由信息。圖2-2AODV協(xié)議數(shù)據(jù)交互示意圖第二個是正向路由建立階段，該階段是RREQ消息不斷傳遞直到找到可用路由信息或直接找到目的節(jié)點的階段，為后面的反向路由建立階段打下基礎(chǔ)，對應(yīng)圖中綠色箭頭標識的過程。對應(yīng)圖中情景1中，鄰居節(jié)點N1就是目的節(jié)點D，正向路由建立階段直接完成；情景2中，鄰居節(jié)點N2中有通往目的節(jié)點D的現(xiàn)成路由表項且可用，則正向路由建立階段完成；情景3中，當(dāng)鄰居節(jié)點未發(fā)現(xiàn)對應(yīng)路由表項，或dsn序列號不是最新的時，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)廣播RREQ消息，直到找到通向目的節(jié)點的路由或找到目的節(jié)點，正向路由建立階段完成。這個階段中，核心任務(wù)是找到目的節(jié)點或可用路由，通過RREQ消息廣播來完成。判斷中間節(jié)點的路由信息是否有效的依據(jù)是RREQ消息中的目的節(jié)點序列號，收到RREQ消息的節(jié)點如果已經(jīng)有通向目的節(jié)點的路由，則比較該路由對應(yīng)的序列號與RREQ消息中的目的節(jié)點序列號大小，在目的節(jié)點序列號表示的可接受范圍內(nèi)則可以使用此路由信息，觸發(fā)后續(xù)反向路由建立階段，如果不可用則繼續(xù)廣播RREQ消息。第三個是反向路由建立階段，該階段指的是當(dāng)收到RREQ消息的節(jié)點中有可用的路由信息或找到目的節(jié)點之后，由最后的節(jié)點按路?

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3.1.1.2OLSR信息庫的抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)針對OLSR協(xié)議的分布式表存儲形式，在對表項進行拆分精簡之后，需要對其中的關(guān)鍵信息進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重組。在周期性的HELLO消息、TC消息交互之后，每一個OLSR節(jié)點中都保存了以對稱鏈路為邊，以鄰居節(jié)點為點的拓撲圖，我們以存儲圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，擴展成對OLSR信息庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)抽象，如圖3-1所示。圖3-1OLSR信息庫的抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖首先把對稱鏈路抽象成結(jié)構(gòu)體EdgeNode，結(jié)構(gòu)體中包括鏈路對端的鄰居節(jié)點地址adjAddr；鏈路權(quán)重weight；鏈路有效時間link_ValidTime；指向下一條鏈路的指針next。通過指針把相應(yīng)節(jié)點的全部一跳鏈路以鏈表形式保存下來。把拓撲圖中的其他衛(wèi)星節(jié)點抽象成結(jié)構(gòu)體VertexNode，結(jié)構(gòu)體中包括數(shù)據(jù)體data；用于計算路由表時的上一跳地址fatherNode；還有本節(jié)點的周圍對稱鏈路，以鏈表形式保存，這里記錄第一條對稱鏈路的指針next。把拓撲圖中所有節(jié)點信息整合為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AdjList，結(jié)構(gòu)體中包括所有已知節(jié)點的數(shù)量VertexNum；所有已知鏈路數(shù)量EdgeNum；以數(shù)組形式保存的各個節(jié)點信息即VertexNode類型的數(shù)組vertexnodes[MAX_VertexNum]以及每個節(jié)點對應(yīng)的序列號數(shù)組ansn[MAX_VertexNum]，其中MAX_VertexNum為衛(wèi)星節(jié)點數(shù)量上限。把當(dāng)前衛(wèi)星節(jié)點的所有信息整合為結(jié)構(gòu)體OLSRNode，其中包括本節(jié)點地址addr；HELLO消息發(fā)送周期Hello_Interval，TC消息發(fā)送周期TC_Interval；拓撲圖中所有節(jié)點及鏈路信息保存成AdjList類型的結(jié)構(gòu)體，并連接成鏈表；路由表保存成RouteTableList類型的鏈表，其中RouteTableList結(jié)構(gòu)即一個保存所有節(jié)點下一跳路由地址的數(shù)組。20


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