文档介绍：分类号学号 2002512300003
学校代码 10487 密级
博士学位论文
宽带卫星网络路由算法研究
学位申请人: 徐亮
学科专业: 物理电子学
指导教师: 罗风光教授
答辩日期: 2008 年 6 月 2 日
A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Doctor of Engineering
Research of Routing Algorithm in Broadband
works
Candidate : Xu Liang
Major : Physical Electronics
Supervisor : Prof. Luo Fengguang
Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074, P. R. China
June, 2008
独创性声明
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研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人
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学位论文作者签名:
日期: 年月日
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本论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
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华中科技大学博士学位论文
摘要
随着人们对网络的要求越来越高,卫星通信能够满足诸如地面网络难以覆盖的海
洋以及广大的偏远地区的通信要求,有着其独特的全面无缝隙覆盖、内在的广播特性、
通信成本与距离无关等优势。随着 NGN 以及 4G 等新一代通信体系的提出,卫星网络
成为下一代互联网不可缺少的组成部分。
由于地面静止卫星 GEO 资源的局限性和较长的传输时延,以其对地面接收装置的
较高要求使得利用 GEO 组建宽带卫星网络有一定的困难。所以现阶段国内外大部分卫
星网络研究都是围绕着非静止轨道卫星(LEO 和 MEO 卫星)网络展开的。LEO 卫星
网络以其低时延参数,地面接收装置的简单以及较低的组网费用等优势成为现有商用
卫星通信系统的首选。随着高速空间光链路技术的不断进步,使得大容量、高带宽的
天基网成为可能。由于激光链路相比以前的射频链路具有天线直径、重量和能量消耗
参数均大为改善。所以单层 LEO 卫星网络虽然有其传输时延短的优势,但是从健壮性
以及接入切换等角度衡量,容易成为整个系统的瓶颈,所以越来越多的学者关注由多
层卫星网络组成的太空骨干网。
在宽带卫星网络的构成中,由于在空间约束条件下诸如网络拓扑时变性、上下行
链路容量不对称、卫星接入技术的多样性、以及星上处理能力以及能耗的严格要求等
使得卫星路由交换技术仍需要开展深入研究,同时也是当前卫星组网技术的研究热点
之一。本文以非静止轨道卫星网络环境为背景重点对带有星间链路的 LEO 卫星网络以
及 LEO/MEO 双层卫星网络路由算法进行了研究,最后针对星载系统的特点选择 CIOQ
交换结构并设计相应的交换算法。本文的主要工作包括:
第一,针对低轨道卫星 LEO 卫星网络特点,同时分析了卫星网络中的 QoS 保证机
制,提出了一种启发式可提供 QoS 保证的 LEO 卫星网络路由算法 QHRL。其主要思想
是通过充分利用 LEO 星座拓扑的可预测性,将时变的卫星网络离散化为实际 LEO 网
络可达拓扑图。通过控制卫星路由的选路范围,大大减少路由选择所需的时间及计算
复杂度。同时提出了一种卫星网络的业务流网络优先级别划分,通过具体实例仿真可
以得到本算法对卫星网络的 QoS 业务提供较好的支持。
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华中科技大学博士学位论文
第二,充分考虑到实际通信