摘要：利用不同轨道卫星的特点组建更高效的多层卫星网络,近年来成为卫星网络研究的热点。传统卫星网络接入方法己经难以满足多层卫星网络低时延、灵活随遇接入的需求,设计高效的多层卫星网络随机动态接入协议迫在眉睫。首先对传统卫星网络接入技术进行总结,梳理卫星网络随机接入协议的发展脉络;然后针对地面站接入卫星以及多层卫星网络星间接入两种不同场景分别提出不同的低时延接入方法,为未来多层卫星网络动态接入技术的发展提供参考。

摘要：链路中断和接续对卫星网络路由有重要影响,该文针对多层卫星网络,设计了链路中断容忍路由策略,利用非均匀时间段内卫星网络拓扑结构的可预测性进行路由表计算,采取动态的拥塞控制机制和洪泛策略,解决由于卫星运动、通信设备故障引发链路中断情况下的路由问题。仿真结果表明,该路由策略具有较高的链路利用率,能够减少动态路由计算中时延信息收集和星上路由表生成给卫星节点带来的时空开销。

摘要：在NS2卫星模块的基础上,借助卫星模拟工具STK,实现多层卫星网络与地月卫星网络的仿真环境搭建。通过增加MEO星座以及相关星间链路,实现LEO、MEO、GEO之间多层卫星网络;通过增加GEO卫星、绕月卫星、月面终端以及对应链路,实现GEO卫星、绕月卫星以及月面终端之间的互联互通。在该环境的基础上,设计多种仿真场景并进行测试。通过与单层低轨道卫星对比,说明多层卫星网络能有效减小中继时延。通过与STK仿真结果进行比较,验证新增的地月系统的合理性,基于"天链一号"中继系统设计数据中继和地月通信场景,说明长时延的通信场景中DTN协议能够提高网络吞吐量,结果表明仿真环境设计有效合理。

摘要：星间链路对多层卫星网络性能有重要影响,其频繁的切换将引起路由变换、延时抖动等一系列问题。具备永久星间链路的多层卫星网络的性能将得到极大改善。通过分析两颗圆轨道卫星之间的相对运动关系,给出任意两颗圆轨道卫星间构建永久星间链路的可视条件的解析表达式。提出Walker星座的全可视星概念,并给出存在全可视星的Walker星座构型应具备的条件。上述条件可作为约束,应用于多层卫星网络的设计优化中,避免层间星间链路的频繁切换问题,降低网络复杂度。

摘要：以功率效率最大化为目标,设计适用于STDMA多层卫星网络的频率及功率混合优化算法。构建了上述混合优化问题的最优化模型,并推导出了与该最优化模型等价的线性规划问题。根据线性规划问题设计了一种连续递归动态规划求解算法,并设计了一种提高效率的功率控制算法,基于功率控制算法设计了一种可以优化功率策略的时隙共享方法。在功率、吞吐量消耗2个方面论证了时隙共享策略的特点及性能。

摘要：设计了一种基于拓扑变化预计算的多层卫星网络路由协议。与已有协议不同,该协议在网络拓扑变化前完成路由计算,并采用了自适应的链路状态报告方式。从路由计算时机和链路状态报告方式2方面分析了协议的合理性。与常规路由协议相比,此路由协议收敛更快,更能适应多层卫星网络拓扑变化频繁的特点。

摘要：首先比较LEO、MEO、GEO和HEO卫星构成的通信网络的优缺点,针对性地提出一种多层卫星通信网络方案,设计了一种由LEO、MEO和GEO卫星构成的多层卫星通信网络,该网络是第一个以Walker delta型星座构成的含有各种ISL的多层卫星网络,所需卫星数目最少。通过仿真模拟了卫星星座,应用几何分析的方法研究了网络中ISL的俯仰角、方位角和路径长度三个参量的变化规律,对星上跟瞄系统的设计和转发器功率的选择有指导意义,为选用时延最短路由和满足服务质量提供依据。多层卫星网络能够综合单层卫星的优点,发挥其在覆盖范围、星间链路、传输时延等方面的巨大优势,满足各种业务的不同QoS要求。

摘要：基于中高轨多层骨干网络对空间用户服务的独特优势,其网络性能的研究得到广泛重视。现基于中高轨天基骨干网络对空间用户的接入性能进行研究。首先对中高轨天基骨干网络星间可视性进行建模分析,并对骨干网的空域覆盖性进行了仿真;其次对满足空域全覆盖的骨干节点转发器的配置个数及参数进行研究;最后从传输时延、转发器和节点复杂度三个方面对中高轨组成的四种骨干网架构的网络性能进行综合评价对比分析,并对综合评价函数的权重因子取值进行对比研究。结果表明,中高轨天基骨干网能实现全空域的双重覆盖;综合评价函数权重因子取值的不同会导致各天基骨干网架构性能优劣的不同,实际权重因子的取值由当前工程实际情况而定。以上研究可以为多层骨干网络设计提供借鉴。

摘要：在分析传统低轨航天器数据传输方式的基础上,提出了一种基于地球静止轨道(GEO)通信卫星数据传输的网络结构及相应的双协议栈设计。该网络结构根据低轨航天器特点及双层卫星网络的优势,在低轨航天器上设计双协议栈,即低轨航天器与地面站之间的链路使用空间通信协议标准-传输协议(SCPS-TP),低轨航天器与通信卫星之间的链路使用利克里德传输协议(LTP)。同时,整个网络中实现两个协议转换网关,即低轨航天器网关实现SCPS-TP协议与LTP协议之间的转换,地面网关实现SCPS-TP协议与传输控制协议(TCP)协议之间的转换。仿真结果表明:低轨航天器采取双协议栈(SCPS-TP/LTP)的传输速率优于单一采取TCP协议,可为低轨航天器的数据传输任务应用提供技术基础。