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一種低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中編隊(duì)組網(wǎng)路由算法研究

電子技術(shù)應(yīng)用

楊戈1，2，周瑩赫1，2

1.北京師范大學(xué) 智能工程與教育應(yīng)用研究中心； 2.北京師范大學(xué) 智能多媒體技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 低軌道分布式衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)作為6G通信技術(shù)的重要組成部分，可以實(shí)現(xiàn)高速傳輸和低延時(shí)的通信，可以滿足6G通信技術(shù)的高速率和低延時(shí)的需求。針對(duì)低軌道分布式衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方法進(jìn)行了研究，對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由算法進(jìn)行了歸納總結(jié)，提出一種基于帶寬和延遲聯(lián)合的路由選擇算法，并實(shí)現(xiàn)了三種不同的路由選擇算法，發(fā)現(xiàn)各算法性能差異明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于帶寬和延遲聯(lián)合算法在選擇最佳路徑的同時(shí)，能夠更好地平衡網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載和減小時(shí)延，提高衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。

關(guān)鍵詞： 6G 低軌道衛(wèi)星星座網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234297
中文引用格式： 楊戈，周瑩赫. 一種低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中編隊(duì)組網(wǎng)路由算法研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(7)：33-38.
英文引用格式： Yang Ge，Zhou Yinghe. A routing algorithm for formation networks in LEO satellite networks[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(7)：33-38.

A routing algorithm for formation networks in LEO satellite networks

Yang Ge1，2，Zhou Yinghe1，2

1.Research Center for Intelligent Engineering and Educational Application， Beijing Normal University； 2.Key Laboratory of Intelligent Multimedia Technology， Beijing Normal University

Abstract： As an important component of 6G communication technology, the Low Earth Orbit (LEO) distributed satellite network can achieve high-speed transmission and low-latency communication, and meet the high-speed and low-latency requirements of 6G communication technology. This paper addresses the networking method of LEO distributed satellite networks. The routing algorithms of the satellite network are summarized. A joint routing algorithm based on bandwidth and delay is proposed, and three different routing algorithms are implemented to select. It is found that the performance of each algorithm is obviously different. The experimental results show that the joint algorithm based on bandwidth and delay can better balance the network load and reduce the delay while selecting the best path, and improve the transmission efficiency of satellite network.

Key words : 6G；Low Earth Orbit satellite；constellation network

引言

隨著科技的迅速發(fā)展和對(duì)全球互聯(lián)網(wǎng)普及的迫切需求，低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)[1]越來(lái)越受到關(guān)注?；谕?fù)浜吐酚傻牡蛙壍婪植际叫l(wèi)星組網(wǎng)方法研究，將有助于進(jìn)一步提高衛(wèi)星通信的性能，為全球范圍內(nèi)的通信提供更為穩(wěn)定、可靠的服務(wù)[2-15]。

為了提高低軌道分布式衛(wèi)星組網(wǎng)的性能，研究基于拓?fù)浜吐酚傻慕M網(wǎng)方法至關(guān)重要。首先，需要研究衛(wèi)星間和衛(wèi)星地面之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以提高網(wǎng)絡(luò)的連通性和穩(wěn)定性，適應(yīng)不同地區(qū)和不同場(chǎng)景的通信需求。同時(shí)，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以在降低網(wǎng)絡(luò)成本的同時(shí)，提高衛(wèi)星組網(wǎng)的魯棒性和抗干擾能力。其次，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化，研究高效的路由算法是提高低軌道分布式衛(wèi)星組網(wǎng)性能的關(guān)鍵，充分考慮帶寬以及時(shí)延等因素，設(shè)計(jì)出適應(yīng)性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好的路由算法，為全球范圍內(nèi)的用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)具有重要意義。本文針對(duì)低軌道分布式衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，對(duì)低軌道分布式衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法進(jìn)行研究，對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)參數(shù)分析，并選用穩(wěn)定性作為拓?fù)鋬?yōu)化程度的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由算法進(jìn)行總結(jié)概括。提出了一種基于帶寬和延遲聯(lián)合的算法，并實(shí)現(xiàn)了三種不同的路由選擇算法（基于帶寬[12]、基于延遲[11]、基于帶寬和延遲聯(lián)合）在隨機(jī)生成的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的仿真。

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作者信息：

楊戈1，2，周瑩赫1，2

（1.北京師范大學(xué) 智能工程與教育應(yīng)用研究中心，廣東珠海 519087；

2.北京師范大學(xué) 智能多媒體技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東珠海 519087）

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