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基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制 预览
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作者 贾梦瑶 王兴伟 +2 位作者 张爽 易波 黄敏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第6期1772-1779,共8页
鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求,引入了软件定义网络(SDN)技术,在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先,基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型,计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座;然后,采... 鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求,引入了软件定义网络(SDN)技术,在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先,基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型,计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座;然后,采用分层路由的方法,设计了一种针对卫星网络的容错路由机制;最后,在Mininet平台上进行了仿真实验,将容错路由算法(FTR)的实验结果与基于链路感知的星间路由算法(LRSR)和多层卫星网络路由算法(MLSR)的实验结果进行了对比。对比结果表明,在网络中无损坏节点和链路的情况下,FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%,说明了引入SDN集中控制的有效性;FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%,说明了在网络模型中为中轨道(MEO)卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时,FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%,比MLSR降低了19.19%;其丢包率比LRSR降低了16.94%,比MLSR降低了37.95%,说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。 展开更多
关键词 卫星网络 网络模型 软件定义网络 容错 路由
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卫星网络路由器高速数据转发设计 预览
2
作者 周东 王翠莲 +2 位作者 李珂 张橹 冯国平 《计算机测量与控制》 2019年第1期219-222,共4页
卫星网络由多颗卫星和地面站组成,星间通过高速激光链路通信;卫星网络的核心之一就是路由器;高性能路由器的典型特点为数据路径和控制路径的分离;控制路径处理与高层路由协议相关的数据包,数据路径处理需要转发的数据包;数据路径是路由... 卫星网络由多颗卫星和地面站组成,星间通过高速激光链路通信;卫星网络的核心之一就是路由器;高性能路由器的典型特点为数据路径和控制路径的分离;控制路径处理与高层路由协议相关的数据包,数据路径处理需要转发的数据包;数据路径是路由器的关键路径,直接影响着路由器的整体性能;在调研路由器技术发展历程之后,分析了高性能路由器典型结构及相关关键技术,考虑目前卫星网络系统需求、软硬件环境约束条件,对现有技术进行了优化和适应性修改,确定了卫星网络路由器中数据路径的实现方案;该方案满足当前卫星网络应用需求,且经简单扩展后,还可满足后续更高性能卫星网络路由器的设计需求。 展开更多
关键词 卫星网络 路由器 数据转发
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基于拥塞避免的卫星网络路由算法 预览
3
作者 马久龙 齐小刚 陈春绮 《吉林大学学报:理学版》 CAS 北大核心 2019年第2期357-362,共6页
提出一种基于低轨道和静止轨道星座的双层网络新路由算法,利用低轨道卫星及其星间链路构成的网状拓扑对星上路由进行计算,并通过拥塞避免和数据包分类机制进行优化,解决了卫星网络中由于业务流量大而导致的网络拥塞问题.仿真结果表明,... 提出一种基于低轨道和静止轨道星座的双层网络新路由算法,利用低轨道卫星及其星间链路构成的网状拓扑对星上路由进行计算,并通过拥塞避免和数据包分类机制进行优化,解决了卫星网络中由于业务流量大而导致的网络拥塞问题.仿真结果表明,该方法降低了网络平均端到端的时延和平均丢包率,从而提高了网络性能. 展开更多
关键词 卫星网络 流量 拥塞避免 路由算法 网络拓扑
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卫星网络中支持策略隐藏的多授权访问控制方案 预览
4
作者 王亚琼 史国振 +2 位作者 谢绒娜 李凤华 王雅哲 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2019年第2期470-475,共6页
卫星网络具有信道开放、节点暴露、星上处理能力受限等独有特征,但现有的基于密文策略的属性加密(CP-ABE)的访问控制不支持策略完全隐藏且属性授权方式不适用于卫星网络,为此,提出支持策略隐藏的多授权访问控制方案。该方案采用更灵活... 卫星网络具有信道开放、节点暴露、星上处理能力受限等独有特征,但现有的基于密文策略的属性加密(CP-ABE)的访问控制不支持策略完全隐藏且属性授权方式不适用于卫星网络,为此,提出支持策略隐藏的多授权访问控制方案。该方案采用更灵活的线性秘密共享(LSSS)矩阵访问结构,不仅能有效保证数据机密性,而且能通过混淆访问结构实现策略完全隐藏;采用多授权机构实现细粒度的属性管控,能消除中心授权机构的性能瓶颈;各属性授权机构独立工作且密钥生成分权,能有效抵抗合谋攻击。安全性及性能分析表明,所提方案满足数据机密性、抗合谋攻击和完全策略隐藏的安全需求,比对比方案更适合卫星网络。 展开更多
关键词 访问控制 密文策略的属性加密 策略隐藏 多授权机构 卫星网络
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基于多属性决策的空间DTN网络路由算法研究 预览
5
作者 从立钢 杨华民 +1 位作者 王杨惠 底晓强 《长春理工大学学报:自然科学版》 2019年第2期120-124,共5页
空间信息网絡是未来信息网络的重要发展方向,低轨卫星DTN网络是空间信息网络的重要组成部分,由于低轨卫星网络存在时延大、中断频繁、拓扑结构变化剧烈等特点,因此路由问题成为了制约该型网络发展的瓶颈。为推进路由问题的解决,提出了... 空间信息网絡是未来信息网络的重要发展方向,低轨卫星DTN网络是空间信息网络的重要组成部分,由于低轨卫星网络存在时延大、中断频繁、拓扑结构变化剧烈等特点,因此路由问题成为了制约该型网络发展的瓶颈。为推进路由问题的解决,提出了一种基于多属性决策理论的路由算法,利用卫星网络链路带宽、链路建立时延、节点剩余存储空间、节点数据转发率四个重要指标作为路由选择依据,通过计算各属性比例关系决定数据转发路径,从而实现DTN网络路由,同时,通过调整属性偏好,可以针对不同网络业务实现网络路径的优化,从而适应空间信息网路的多业务需求。仿真实验结果表明:该算法与Epidemic、PROPHET路由算法比较,在数据传输成功率、网络平均时延方面均有改进。 展开更多
关键词 多属性决策 DTN 卫星网络
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面向信息快速回传的卫星网络多路径路由算法
6
作者 尤启迪 王小云 +3 位作者 金星虎 李璐琦 冯瑜 江昊 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期747-752,共6页
为实现网络流量均衡和网络性能优化,借鉴多路径路由算法分流传输的思想,在单路径快照聚合路由(SIR)算法基础上提出了多路径快照聚合路由(SIMR)算法.针对基于卫星网络的空间信息快速回传的场景,分析星座的可见性,在机会网络仿真环境ONE... 为实现网络流量均衡和网络性能优化,借鉴多路径路由算法分流传输的思想,在单路径快照聚合路由(SIR)算法基础上提出了多路径快照聚合路由(SIMR)算法.针对基于卫星网络的空间信息快速回传的场景,分析星座的可见性,在机会网络仿真环境ONE中进行仿真实验,对比延迟可容忍卫星网络路由算法(CGR)、基于多协议标签技术(MPLS)的SWP算法和SIR算法,统计分析成功交付率、节点存储占用率、链路利用率等6项指标.结果表明:SIMR算法能更有效地实现流量均衡,从而实现信息快速回传. 展开更多
关键词 信息快速回传 卫星网络 网络流量均衡 多径快照聚合路由
一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略 预览 被引量:1
7
作者 张振浩 梁俊 +3 位作者 肖楠 叶向阳 陈威龙 靳博 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期210-214,共5页
针对远程作战飞机接入卫星信道的业务具有优先级且高优先级业务存在突发性影响信道利用率与吞吐量的问题,提出了一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略。该接入策略通过引入认知无线电技术构建频谱池以共享信道,设置高优先级业... 针对远程作战飞机接入卫星信道的业务具有优先级且高优先级业务存在突发性影响信道利用率与吞吐量的问题,提出了一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略。该接入策略通过引入认知无线电技术构建频谱池以共享信道,设置高优先级业务透明接入信道的同时,通过预留信道保证低优先级业务成功接入信道,未接入信道的业务采用排队模型等待接入。仿真结果表明,该策略能够高效地保证高优先级业务接入信道的成功率,有效降低接入时延;同时较好地减小高优先级业务的突发性对低优先级业务接入的影响,有效地提升了卫星信道的综合利用率,降低了低优先级业务的接入时延,保证了低优先级业务接入卫星网络的吞吐效率。 展开更多
关键词 卫星网络 信道接入 优先级 MARKOV过程 排队论
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应用于卫星网络拓扑生成的快速收敛蚁群算法 预览
8
作者 杨力 刘蕴 +1 位作者 魏德宾 蔡睿妍 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期93-98,104共7页
针对蚁群算法生成卫星网络拓扑时存在收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,从卫星网络高动态以及大时空尺度的特性出发,提出一种新算法SNTG-ACA。在满足卫星节点的可见性、星间链路长度以及链路连接时间的条件下建立潜在链路,提高信息... 针对蚁群算法生成卫星网络拓扑时存在收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,从卫星网络高动态以及大时空尺度的特性出发,提出一种新算法SNTG-ACA。在满足卫星节点的可见性、星间链路长度以及链路连接时间的条件下建立潜在链路,提高信息素浓度的增量使蚁群算法快速收敛,并采用归一化思想求解全局最优解。仿真结果表明,与传统蚁群算法和引入遗传因子的蚁群算法相比,该算法具有更快的收敛速度,与链路长度最短策略和链路连接时间最长策略相比,生成的卫星网络拓扑更稳定。 展开更多
关键词 蚁群算法 拓扑生成 卫星网络 快速收敛 归一化
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低轨卫星网络传输路径实时预测仿真 预览
9
作者 张钰 朱坤杰 +1 位作者 李德政 杨坚 《计算机仿真》 北大核心 2019年第6期140-144,372共6页
低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络拓扑变化频繁,而频繁的路径切换会给网络带来很大负担。现有的时间虚拟化路由算法和空间虚拟化路由算法均采用一定的方法简化网络拓扑的变化,并没有从根本上解决该问题,实时性较差。针对上述问题,提... 低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络拓扑变化频繁,而频繁的路径切换会给网络带来很大负担。现有的时间虚拟化路由算法和空间虚拟化路由算法均采用一定的方法简化网络拓扑的变化,并没有从根本上解决该问题,实时性较差。针对上述问题,提出了一种新型的LEO卫星网络路由算法。各节点广播自身路由报文,报文中携带评价链路优劣的权重信息,即使在快速变化的网络拓扑中也能找到最优路径。同时,利用卫星广播星历信息,通过实时预测拓扑变化来辅助路由决策。仿真结果证明,改进路由算法降低丢包率,减小数据传输时延,并有效解决了现有的LEO卫星网络路由算法存在的问题,因此具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 卫星网络 路由算法 自主学习 链路权重 星历辅助
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卫星网络中基于双向寻优粒子群优化算法的连接计划设计 预览
10
作者 戴翠琴 唐煌 郭林峰 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期189-199,共11页
针对卫星网络中拓扑时变、连接瞬断及资源受限的问题,提出了一种基于双向粒子群优化(BPSO)的连接计划设计(CPD)方案。首先,通过对资源受限的时变卫星网络分析,建立了基于任务的时间拓展图(TEG)模型;其次,考虑网络拓扑的离散性和节点资... 针对卫星网络中拓扑时变、连接瞬断及资源受限的问题,提出了一种基于双向粒子群优化(BPSO)的连接计划设计(CPD)方案。首先,通过对资源受限的时变卫星网络分析,建立了基于任务的时间拓展图(TEG)模型;其次,考虑网络拓扑的离散性和节点资源的有限性,通过初始化、编码及修复环节生成卫星网络中的可用连接计划(CP);再次,根据执行任务的特点设计评价函数以区分所生成的可用CP的优劣;最后,根据CP中链路稀疏的特点确定最差位置中待修正的比特,提出BPSO算法不断修正CP以优化空间数据传输性能。仿真结果表明,所提方案能够有效降低任务传输时间,提升任务到达率。 展开更多
关键词 卫星网络 连接计划设计 双向寻优粒子群算法 传输时间 到达率
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卫星网络中基于多QoS约束的蚁群优化路由算法 预览
11
作者 魏德宾 刘健 +1 位作者 潘成胜 邹启杰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期114-120,共7页
针对蚁群算法在求解多目标优化问题时存在收敛速度慢、容易陷入局部最优解等问题,提出一种面向卫星网络的多约束QoS路由算法。通过改进蚁群算法的启发函数,将链路QoS信息作为蚂蚁选择下一跳节点的重要依据,并结合排序思想与最大最小蚂... 针对蚁群算法在求解多目标优化问题时存在收敛速度慢、容易陷入局部最优解等问题,提出一种面向卫星网络的多约束QoS路由算法。通过改进蚁群算法的启发函数,将链路QoS信息作为蚂蚁选择下一跳节点的重要依据,并结合排序思想与最大最小蚂蚁算法优化信息素更新规则,获取符合当前业务的最优QoS路径。实验结果表明,该算法在满足卫星网络业务多QoS需求的同时,具有良好的收敛速度和寻优能力。 展开更多
关键词 卫星网络 服务质量路由 蚁群算法 启发函数 信息素
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卫星网络与地面网络融合的5G网络架构 预览
12
作者 骆贵新 《信息与电脑》 2018年第14期163-164,共2页
大数据时代,卫星通信系统与地面通信系统的融合发展成为社会各界人们的关注对象。笔者以5G网络架构为主题,分析卫星网络与地面网络的深度融合,同时,加强对KA频段的应用,有效促进了卫星通信系统的进一步发展,进一步完善了5G网络架构。
关键词 卫星网络 地面网络 KA频段 5G网络架构
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兼顾控制流量的软件定义卫星网络路由策略
13
作者 费长江 赵宝康 +1 位作者 虞万荣 吴纯青 《北京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2575-2585,共11页
软件定义卫星网络(SDSN)通过解耦数据与控制平面,实现网络态势与控制的逻辑集中,为管理卫星网络提供了一种新的思路。在SDSN中,控制报文和数据报文同时在网络中传输,海量、动态、高优先级的控制流量将对数据报文传输产生极大的干扰。因... 软件定义卫星网络(SDSN)通过解耦数据与控制平面,实现网络态势与控制的逻辑集中,为管理卫星网络提供了一种新的思路。在SDSN中,控制报文和数据报文同时在网络中传输,海量、动态、高优先级的控制流量将对数据报文传输产生极大的干扰。因此,提出了一种数据流退让路由(DFRR)策略。在计算数据报文路由时,DFRR将链路上控制流量大小作为影响链路代价的一个因素,以减少选择控制流量较大的链路;在网络操作控制中心(NOCC)连接的过顶卫星切换导致控制流量分布发生较大变化之前,DFRR预测可能发生拥塞的链路,并选出链路上部分数据流进行重路由,从而避免拥塞。在开发的SDSN研究平台OpenSatNet上对DFRR的性能进行了评估。实验结果表明,DFRR能够有效减少网络中的链路拥塞,以及控制报文和数据报文的分组丢失。 展开更多
关键词 软件定义卫星网络(SDSN) 卫星网络 路由策略 控制报文 拥塞避免
遥感视频卫星应用展望 预览 被引量:1
14
作者 袁益琴 何国金 +1 位作者 江威 王桂周 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2018年第3期1-8,共8页
目前遥感技术发展迅速,人类逐步进入了以高时间分辨率、高光谱分辨率和高空间分辨率为特征的对地观测新时代。视频卫星的出现为遥感实时对地观测提供了新的契机,契合未来遥感即时商业发展的需求。首先总结视频卫星的国内外发展现状和趋... 目前遥感技术发展迅速,人类逐步进入了以高时间分辨率、高光谱分辨率和高空间分辨率为特征的对地观测新时代。视频卫星的出现为遥感实时对地观测提供了新的契机,契合未来遥感即时商业发展的需求。首先总结视频卫星的国内外发展现状和趋势,介绍视频卫星的成像原理,对比视频卫星的滚扫式成像模式与传统卫星的推扫式成像模式的差异,展望了视频卫星未来在大型商业区车辆实时监测、自然灾害应急快速响应、重大工程监控和军事安全等4个重点领域的应用潜力。 展开更多
关键词 对地观测 视频卫星 时间分辨率 空间分辨率 卫星组网
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卫星通信在“三江源”生态监测中的应用 预览 被引量:1
15
作者 龙珂 王熹微 李昌华 《数字通信世界》 2018年第3期23-27,共5页
本文基于自然保护区管委会的基本通信需求,结合卫星通信系统架构及应用,作出了三江源自然保护区卫星通信系统的初步设计。
关键词 三江源 国家公园 生态监测 卫星通信 卫星网络
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微纳电子侦察卫星发展浅析 预览
16
作者 王利伟 林鲲鹏 +1 位作者 洪源 夏宇垠 《航天电子对抗》 2018年第3期51-55,共5页
信息化战争中电磁对抗高度依赖于电子侦察装备的效能,航天电子侦察是构建综合侦察感知体系的重要组成部分。在微纳卫星技术迅速发展及应用方向不断扩展的背景下,针对微纳卫星在航天电子侦察领域的发展和应用问题进行了探讨。首先分析了... 信息化战争中电磁对抗高度依赖于电子侦察装备的效能,航天电子侦察是构建综合侦察感知体系的重要组成部分。在微纳卫星技术迅速发展及应用方向不断扩展的背景下,针对微纳卫星在航天电子侦察领域的发展和应用问题进行了探讨。首先分析了发展微纳电子侦察卫星的必要性,然后对国内外微纳卫星发展的最新现状进行梳理和总结,最后为开展微纳电子侦察卫星相关技术和应用模式的研究提出几点建议。 展开更多
关键词 微纳卫星 电子侦察 小型化载荷 卫星组网
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一种基于自适应KLMS的卫星网络流量预测算法
17
作者 赵季红 王明欣 +2 位作者 曲桦 谢志勇 刘熙 《北京邮电大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期51-55,共5页
针对传统预测模型已不再适用于卫星网络的问题,提出了一种自适应步长和自适应核宽度的核最小均方算法(AKLMS).通过核函数将非线性数据从低维输入空间映射到高维特征空间进行操作,并且在迭代过程中根据瞬时误差自适应地调整步长和核宽... 针对传统预测模型已不再适用于卫星网络的问题,提出了一种自适应步长和自适应核宽度的核最小均方算法(AKLMS).通过核函数将非线性数据从低维输入空间映射到高维特征空间进行操作,并且在迭代过程中根据瞬时误差自适应地调整步长和核宽度.仿真结果证明,与核最小均方算法(KLMS)和最小均方算法(LMS)相比,AKLMS算法在收敛速度和预测流量精度方面都有大幅提升,为卫星网络的流量规划和路由设计提供了强有力的决策支持. 展开更多
关键词 卫星网络 核最小均方算法 自适应步长 自适应核宽度 网络流量预测
卫星网络中基于蚁群优化的概率路由算法 预览 被引量:2
18
作者 戴翠琴 尹小盼 《重庆邮电大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第3期346-353,共8页
为了提高空间信息传输的有效性和可靠性,针对传统蚁群优化(ant colony optimization,ACO)容易造成最优路径负载过重而发生拥塞的问题,提出了一种基于蚁群优化的概率路由算法(ant colony optimization based proba-bilistic routing a... 为了提高空间信息传输的有效性和可靠性,针对传统蚁群优化(ant colony optimization,ACO)容易造成最优路径负载过重而发生拥塞的问题,提出了一种基于蚁群优化的概率路由算法(ant colony optimization based proba-bilistic routing algorithm,ACO-PRA)。根据卫星网络拓扑动态周期时变的固有特点,将拓扑周期均匀分为若干个时间片,形成基于不同时间片的卫星网络拓扑连通图;根据网络拓扑连通图,将星间链路带宽和链路容量引入到目标函数中,建立时延最小的优化模型;根据蚁群算法的节点概率函数选择下一个跳节点,进而找到-条能同时满足时延带宽和链路容量要求的最佳信号传输路径。仿真结果表明,提出的基于蚁群优化的概率路由算法不仅能够降低平均端到端时延和丢包率,而且能够有效地提高网络吞吐量、平衡网络负载。 展开更多
关键词 卫星网络 路由算法 蚁群优化 时延 吞吐量
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紧急状况下卫星网络传输任务在轨实时规划技术 预览
19
作者 汪路元 禹霁阳 +2 位作者 程博文 刘伟伟 牛跃华 《现代电子技术》 北大核心 2018年第16期123-126,共4页
针对在紧急状况下卫星网络任务传输的需求,提出一种卫星网络传输在轨实时规划技术。通过对组网卫星当前链路通路参数的实时计算,规划当前紧急信息能够最快传输的路径。首先,对卫星网络进行模型建立,将星间链路的连接看作时变连接矩阵的... 针对在紧急状况下卫星网络任务传输的需求,提出一种卫星网络传输在轨实时规划技术。通过对组网卫星当前链路通路参数的实时计算,规划当前紧急信息能够最快传输的路径。首先,对卫星网络进行模型建立,将星间链路的连接看作时变连接矩阵的拓扑模型;然后,通过各节点的参数规划最小信息传输延迟下的数据通路;最后,紧急信息任务根据当前节点规划结果选择下一个节点的最佳传输路径,从而使得传输延迟最短。采用在轨各节点实时动态规划的方式,消除地面对卫星网络状态交互的延迟及误判,减少对正常通信业务的影响。基于设计模型进行了硬件电路的实现及实验,传输平均延迟均在秒级,能够实时完成紧急信息传输的自主任务规划。 展开更多
关键词 卫星网络 在轨实时规划 时变连接矩阵 FPGA 传输延迟 紧急信息任务
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基于拓扑控制的卫星网络路由优化 预览 被引量:3
20
作者 齐小刚 马久龙 刘立芳 《通信学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期11-20,共10页
综合考虑低轨道和静止轨道卫星网络各自的优势,建立一种适合空间组网的双层卫星网络模型,提出一种基于拓扑控制的路由算法(TCRA)。此模型使用了虚拟节点策略和卫星分组的思想,将每个低轨道卫星的覆盖区作为网络的虚拟节点。此网络考... 综合考虑低轨道和静止轨道卫星网络各自的优势,建立一种适合空间组网的双层卫星网络模型,提出一种基于拓扑控制的路由算法(TCRA)。此模型使用了虚拟节点策略和卫星分组的思想,将每个低轨道卫星的覆盖区作为网络的虚拟节点。此网络考虑了极区对卫星足印区划分的影响,使上层的管理卫星能够准确获得下层卫星的拓扑。通过利用这个改进的虚拟节点策略,网络中产生的时间片在数量、长度和其他方面都明显优于其他网络模型。基于此网络拓扑,静止轨道卫星为低轨道卫星计算路由,低轨道卫星负责转发数据。仿真表明,基于提出的网络拓扑的路由在平均端到端时延、分组丢失率方面明显小于其他算法。 展开更多
关键词 卫星网络 拓扑 路由 时间片
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