卫星网络拓扑动态性及仿真系统研究

论文摘要

由于卫星通信的固有优势,卫星网络将成为覆盖全球的无线移动通信系统（UMTS,卫星网部分称为S-UMTS）一个重要的部分,它将在未来的全球信息基础设施（GII）中扮演一个重要角色。当前Internet技术蓬勃发展,新一代宽带卫星网在支持传统业务的基础上,把基于IP的应用作为其主要业务是合理的选择。全文的研究集中于卫星网络拓扑的设计和卫星网络仿真平台的设计。全文共分为5章,其中第二到第四章是全文的主要章节,是对作者在研究生期间的所作工作的详细介绍。第一章是绪论,描述了卫星通信的发展历程,介绍了卫星系统组成部分、卫星系统国内外发展现状和未来的发展趋势。然后阐述本课题研究的意义和价值。最后是本文的主要研究内容和结构。星际链路的切换和距离的周期性变化是引起卫星网络拓扑动态变化的主要原因。第二章主要从星间链路的建立策略着手,研究各种星际链路的建立策略,提出ELSTS拓扑建立策略,并着重对Globalstar和Iridium系统中星际链路的特性及其在不同星际链路建立策略下网络拓扑动态性进行了仿真。在第二章的基础上,我们设计了卫星网络路由算法和无线链路模型,并利用OPNET仿真工具建立了卫星网络仿真仿真平台,第三章描述了仿真平台的节点模型,进程模型和链路模型。研究了星地链路切换策略并对他们的性能进行了对比。同时也进行了卫星失效前后的卫星通信性能的测试。为了更加深入和形象地理解卫星网络拓扑的动态性,以及直观的演示卫星网络的分组路由,第4章研究了卫星网络演示平台的设计。第五章是全文总结,主要介绍了作者在研究生阶段所取得的进展。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 卫星通信的发展历程
• 1.2 卫星网络的组成
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势
• 1.4 本课题研究的意义和价值
• 1.5 论文主要研究内容及结构
• 第二章 卫星网络拓扑动态性研究
• 2.1 卫星网络拓扑概述
• 2.1.1 卫星网络结构
• 2.1.2 卫星网络拓扑建模
• 2.1.3 卫星网络动态性
• 2.2 星际链路 ISLs 建立策略
• 2.2.1 ISLs 的空间几何特性
• 2.2.2 ISLs 建立策略
• 2.2.3 ISLs 的几何特性仿真
• 2.3 延长快照持续时间拓扑建立策略（ELSTS）
• 2.4 仿真结果和分析
• 2.4.1 卫星网络拓扑数量对比
• 2.4.2 连通率对比
• 2.4.3 仿真结论
• 2.5 本章小结
• 第三章 卫星网络仿真平台设计与实现
• 3.1 仿真平台设计
• 3.1.1 网络拓扑
• 3.1.2 路由协议的设计
• 3.1.3 网络模型
• 3.1.4 节点模型
• 3.1.5 链路模型
• 3.2 仿真结果及分析
• 3.2.1 卫星节点无故障情况
• 3.2.2 卫星节点有故障情况
• 3.2.3 地面站点的接入策略比较
• 3.3 本章小结
• 第四章 卫星网络可视化平台设计
• 4.1 实现仿真可视化的方法和表现形式
• 4.1.1 动态卫星网络拓扑结构仿真的表现
• 4.1.2 对卫星网络路由选择效果仿真行为的表现
• 4.2 实现仿真二维可视化软件的总体结构及处理流程
• 4.3 可视化软件的实现重点难点及解决方法
• 4.3.1 OPNET 路由信息的记录方式以及时间同步
• 4.3.2 路由信息数据格式
• 4.3.3 卫星节点的二维显示
• 4.4 仿真结果的收集
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果