一种低轨卫星网络中编队组网路由算法研究
电子技术应用
杨戈1，2，周莹赫1，2
1.北京师范大学 智能工程与教育应用研究中心； 2.北京师范大学 智能多媒体技术重点实验室
摘要： 低轨道分布式卫星网络作为6G通信技术的重要组成部分，可以实现高速传输和低延时的通信，可以满足6G通信技术的高速率和低延时的需求。针对低轨道分布式卫星网络的组网方法进行了研究，对卫星网络的路由算法进行了归纳总结，提出一种基于带宽和延迟联合的路由选择算法，并实现了三种不同的路由选择算法，发现各算法性能差异明显。实验结果表明基于带宽和延迟联合算法在选择最佳路径的同时，能够更好地平衡网络的负载和减小时延，提高卫星网络的传输效率。
中图分类号：TN929.5 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234297
中文引用格式： 杨戈，周莹赫. 一种低轨卫星网络中编队组网路由算法研究[J]. 电子技术应用，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.
中文引用格式： 杨戈，周莹赫. 一种低轨卫星网络中编队组网路由算法研究[J]. 电子技术应用，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
随着科技的迅速发展和对全球互联网普及的迫切需求，低轨道卫星通信系统[1]越来越受到关注。基于拓扑和路由的低轨道分布式卫星组网方法研究，将有助于进一步提高卫星通信的性能，为全球范围内的通信提供更为稳定、可靠的服务[2-15]。
为了提高低轨道分布式卫星组网的性能，研究基于拓扑和路由的组网方法至关重要。首先，需要研究卫星间和卫星地面之间的拓扑结构，以提高网络的连通性和稳定性，适应不同地区和不同场景的通信需求。同时，通过动态调整拓扑结构，可以在降低网络成本的同时，提高卫星组网的鲁棒性和抗干扰能力。其次，基于拓扑结构的优化，研究高效的路由算法是提高低轨道分布式卫星组网性能的关键，充分考虑带宽以及时延等因素，设计出适应性强、实时性好的路由算法，为全球范围内的用户提供更好的网络体验具有重要意义。本文针对低轨道分布式卫星网络，对低轨道分布式卫星网络组网方法进行研究，对卫星网络进行拓扑结构评价参数分析，并选用稳定性作为拓扑优化程度的评估标准，同时对卫星网络的路由算法进行总结概括。提出了一种基于带宽和延迟联合的算法，并实现了三种不同的路由选择算法（基于带宽[12]、基于延迟[11]、基于带宽和延迟联合）在随机生成的卫星网络拓扑结构中的仿真。
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作者信息：
杨戈1，2，周莹赫1，2
（1.北京师范大学 智能工程与教育应用研究中心，广东 珠海 519087；
2.北京师范大学 智能多媒体技术重点实验室，广东 珠海 519087）
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