天基信息网体系结构及路由交换技术研究

论文题目: 天基信息网体系结构及路由交换技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 代坤

导师: 鲁士文

关键词: 天基信息网,体系结构,路由策略

文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 随着网络技术和空间技术的飞速发展，人们对太空系统的需求和期望值不断提高。卫星网络种类不断增加，系统功能日趋完善，但同时也形成了各个卫星系统自成体系的不利局面。这迫切需要我们合理地长远规划，使得卫星总体资源分布趋于合理，防止航天设施重复建设。最为有效的解决途径就是建立适合我国的天基信息网结构，其目标是实现航天测控、通信数据的综合传输与交换，简化空地设备与任务保障系统，为航天任务的动态调控与国际合作奠定基础。 本文分析影响天基网络性能的各项因素以及它们之间的相互关系，重点论述天基信息网的体系结构和路由交换技术。通过对天基网络性能的分析，用“最优相对相角”方法设计适合我国的全球无缝覆盖的LEO／MEO双层天基信息网体系结构模型。根据天基环境的不利因素和有利特征，研究Akyildiz和Ekici提出的MLSR多层星座“强连接”模型，并针对MLSR“强连接”模型复杂性高的缺点，提出“弱连接”的MLCN模式构建多层星座卫星网络。研究采用结构化路由方式的详细路由表计算流程，针对已有的单准则静态层选择策略的缺点，提出动态混合层选择策略，即将路由生存时间和时延指标同时作为结构化路由算法层选择策略的依据；讨论天基信息网路由交换的实现途径，给出在天基中采用IPv6的MPLS体系实现方法，提出一个针对LEO／MEO双层卫星网络的多播路由解决方案。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国际天基信息网研究状况

1.2.2 我国研究的技术基础及现状

1.3 论文的研究意义及目标

1.4 论文内容与结构

第二章 天基信息网概论

2.1 引言

2.2 卫星星座定义

2.2.1 卫星轨道参数定义

2.2.2 卫星星座定义

2.2.3 卫星轨道的分类及性质

2.2.4 卫星星座的星间链路

2.3 天基信息网采用多层轨道的原因

2.4 研究天基信息网络遵循的两个思想

2.5 设计天基卫星网络的典型思路

2.5.1 虚拟全连接网络

2.5.2 基于地理位置的全覆盖网络

2.5.3 不同高度星座相结合的网络

2.6 本文的天基信息网的设计目标

2.7 本文设计的天基信息网特点

2.8 小结

第三章 天基信息网络体系模型的建立

3.1 引言

3.2 我国天基卫星星座设计及覆盖分析

3.2.1 轨道类型的选择

3.2.2 轨道高度的选择

3.2.3 运行周期的选择

3.2.4 用户观测卫星的仰角选择

3.2.5 覆盖率统计分析

3.3 “最优相对相角”星座设计方法

3.4 用于中国的LEO星座设计方案

3.4.1 系统仰角特性

3.4.2 低轨系统覆盖分析

3.5 用于中国的MEO星座设计方案

3.5.1 系统仰角特性

3.5.2 中轨系统覆盖分析

3.6 双层星座模型在仿真中的实现

3.7 小结

第四章 具有“弱连接”的多层星座网络

4.1 引言

4.2 天基信息网络中节点的IP路由选择特点

4.3 MLSR“强连接”的多层星座网络

4.4 改进的具有“弱连接”的MLCN模型

4.4.1 多层星座卫星网络“弱连接”模型特点

4.4.2 层间连接度参数与星间链路空间几何参数间关系

4.5 MLCN“弱连接”模型的路由算法

4.6 MLCN“弱连接”模型的层选择策略-DLS策略

4.7 小结

第五章 天基信息网的路由交换实现方法

5.1 引言

5.2 MPLS简介

5.2.1 MPLS结构

5.2.2 MPLS路由技术

5.3 在天基信息网络应用MPLS

5.3.1 本文的MPLS结构定义

5.3.2 采用MPLS的天基系统模型

5.3.3 天基上MPLS的功能实现过程

5.3.4 MPLS实现的天基网络服务

5.4 针对LEO/MEO双层卫星网络的多播路由解决方案

5.4.1 现有多播路由协议在卫星网络中存在的问题

5.4.2 本文采用的主要方法

5.4.2.1 改进的SMP多播路由协议简介

5.4.2.2 MPLS中多播树的建立

5.4.3 特点总结

5.5 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 未来工作展望

参考文献

学术论文发表情况

个人简历和在职岗位工作情况介绍

致谢

发布时间: 2006-12-27

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