面向多层卫星网络的负载均衡路由算法研究

摘要

伴随卫星星上处理技术和小卫星技术的快速发展，目前卫星网络已经能够支撑和地面站的双向通信服务。卫星导航等卫星网络应用技术的成熟，将推动物流领域发生革命性的变化。物流支撑着其它经济活动尤其是与物质运输相关的活动，将卫星网络应用于物流领域，对国民经济的快速发展具有推动作用。
　　在卫星网络体系中，空间信息资源有限、卫星链路连接不稳定使得卫星在支持高质量服务的通信业务中表现不足。另一方面，卫星网络用户分布不均、卫星节点位置变化快，会导致卫星网络出现局部拥塞。因此，有必要在卫星系统运行的周期内，在路由时进行路径的优化，对不同类型的数据包采取相应的分流措施。此外，很多国内外研究人员提出了许多单层卫星网络路由的解决方案，但是在处理多层卫星网络路由方面还有待补充和完善。许多卫星网络路由算法通过动态地信息收集来进行路由表计算，缺乏相应的负载均衡机制。
　　本文首先对卫星网络的关键技术做了概述，介绍了卫星链路和卫星星座，深入分析了单层卫星网络和多层卫星网络的体系结构以及组网方式。接着分析了卫星网络路由技术，深入分析了卫星网络路由存在的问题以及解决问题的方法。第四章针对单层卫星网络，提出了一种单层卫星网络负载均衡算法，解决了卫星网络局部负载失衡的问题，通过仿真验证，该算法有效地降低了数据的丢包率，提高了系统的吞吐量。第五章针对多层卫星网络的特性，提出了一种多层卫星网络多业务负载均衡算法，解决了多层卫星网络中多业务负载失衡的问题，通过仿真验证，该算法有效地降低了数据传输时延，利用LEO和MEO各自的优势达到整个网络流量的平衡，提高卫星网络的吞吐量。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题来源及本人工作

1.3 论文结构和安排

第二章 卫星网络关键技术概述

2.1 卫星链路概述

2.2 卫星星座概述

2.3 卫星网络体系结构概述

2.4 本章小结

第三章 卫星网络路由技术研究现状分析

3.1 卫星网络路由技术分类

3.2 卫星网络路由技术分析

3.3 本章小结

第四章 低轨卫星网络负载均衡算法研究

4.1 低轨卫星网络环境概述

4.2卫星网络路由中链路权值设定

4.3 低轨卫星网络负载均衡算法设计

4.4 仿真实验

4.5 本章小结

第五章 多层卫星网络多业务负载均衡算法研究

5.1 多层卫星网络结构设计

5.2 多层卫星网络多业务负载均衡算法设计

5.3 仿真实验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢