本文關(guān)鍵詞： 低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng) 路由算法 流量均衡算法 OPNET仿真平臺(tái)　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為移動(dòng)通信的重要組成部分,低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)正越來越受到人們關(guān)注。一方面原因是其可以彌補(bǔ)地面通信系統(tǒng)覆蓋不足的缺點(diǎn),另一方面是作為應(yīng)急通信手段具有其它系統(tǒng)無法替代的優(yōu)勢(shì)。然而,雖然低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)時(shí)延較低且電波傳播損耗小,其依然存在一些問題:第一,衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)都處于高速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),路由算法不易設(shè)計(jì)。第二,由于星上處理能力有限以及衛(wèi)星所處的太空環(huán)境較為惡劣,因此會(huì)出現(xiàn)星上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁塞或者衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)故障等問題,需要相應(yīng)的方案來保證數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)送達(dá)。目前,星間網(wǎng)絡(luò)路由算法的主要思路之一是借助星座運(yùn)行的周期性和規(guī)律性來確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?根據(jù)拓?fù)湓賮泶_定路由路徑。值得注意的是,衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由往往是考慮了多個(gè)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的最優(yōu)解,因此也會(huì)考慮到流量均衡或擁塞避免的問題。在上述背景下,本文首先搭建了基于OPNET的仿真平臺(tái),對(duì)整個(gè)端到端的通信流程進(jìn)行模擬,并對(duì)系統(tǒng)的時(shí)延、吞吐量、誤碼率等指標(biāo)以及系統(tǒng)對(duì)高動(dòng)態(tài)用戶的服務(wù)情況等方面進(jìn)行仿真分析。其次在仿真平臺(tái)上對(duì)低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)的路由算法展開研究。針對(duì)時(shí)間虛擬化路由算法具有時(shí)延小、復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)但對(duì)網(wǎng)絡(luò)突發(fā)情況適應(yīng)性差的問題,經(jīng)過理論分析提出了一種具有動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)思想的路由算法,該算法通過監(jiān)測(cè)發(fā)送隊(duì)列以及通信中的回傳信息來確定網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生擁塞并進(jìn)行相應(yīng)的路由策略調(diào)整,仿真表明該算法在繼承時(shí)間虛擬化算法優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)可以改善網(wǎng)絡(luò)擁塞帶來的影響。最后在仿真平臺(tái)上對(duì)流量均衡算法展開研究,不同于路由算法中流量均衡是數(shù)據(jù)在星上傳遞時(shí)工作的,本文從另外一個(gè)角度對(duì)流量均衡進(jìn)行考慮,即在用戶數(shù)據(jù)進(jìn)入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之前采用接入多顆衛(wèi)星的方式將用戶的數(shù)據(jù)分發(fā)至多顆衛(wèi)星,達(dá)到避免擁塞、減小時(shí)延的目的,仿真表明在相同網(wǎng)絡(luò)條件下該算法能夠比傳統(tǒng)算法容納更多的用戶同時(shí)進(jìn)行通信,具有較好的性能。
[Abstract]:As an important part of mobile communication, Leo satellite communication system is attracting more and more attention, on the one hand, it can make up for the shortcomings of inadequate coverage of terrestrial communication system. On the other hand, as a means of emergency communication, it has the advantage that other systems can not be replaced. However, although the delay of Leo satellite communication system is relatively low and the propagation loss of radio waves is small, there are still some problems: first. Satellite nodes are in the state of high-speed motion, routing algorithm is not easy to design. Second, because of the limited processing power on board and the space environment of the satellite is relatively bad. Therefore, there will be problems such as onboard network data congestion or satellite node failure and so on. The corresponding scheme is needed to ensure the data delivery within the specified time. At present. One of the main ideas of the inter-satellite network routing algorithm is to determine the network topology by means of the periodicity and regularity of constellation operation, and then to determine the routing path according to the topology. The routing of satellite networks often takes into account the optimal solution of multiple network metrics, so it also takes into account the problem of traffic equilibrium or congestion avoidance. This paper first builds a simulation platform based on OPNET to simulate the whole end-to-end communication process, and the delay and throughput of the system. The error rate and the service of high dynamic users are simulated and analyzed. Secondly, the routing algorithm of Leo satellite communication system is studied on the simulation platform. The time virtualization routing algorithm is provided. There's a small delay. With the advantages of low complexity but poor adaptability to network burst, a routing algorithm with the idea of dynamic monitoring is proposed through theoretical analysis. The algorithm determines whether congestion occurs in the network and adjusts the corresponding routing policy by monitoring the sending queue and the return information in the communication. Simulation results show that the algorithm not only inherits the advantages of time virtualization algorithm, but also improves the impact of network congestion. Finally, the traffic equalization algorithm is studied on the simulation platform. Different from traffic equalization in routing algorithm, traffic equalization is considered from another angle. In order to avoid congestion and reduce delay, the user's data is distributed at most of the satellite by accessing multiple satellites before the user data enters the satellite network. Simulation results show that the proposed algorithm can accommodate more users than the traditional algorithm in the same network conditions and has better performance.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN927.2

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本文編號(hào)：1453078