LEO卫星网络路由算法的OPNET建模与仿真

动态 变化 、 通信链 路 频 繁切 换 、 输 时延 长 、 星 节 传 卫
点数 目相对较 少 、 座 网络 具有 规 则 性 和均 衡 性 等 星 特点 。 同时 由于 卫 星轨 道 固定 ， 网络 拓 扑 变 化 又
具有周 期性 和预知 性 。这些 为星上路 由技 术的研 究
提供 的标准 模块 进 行 了细 致 修 改 ， 分析 ４颗卫 星 来
王 呜 涛 ，周 诠 ，黄 普 明 ，黎 军
（ 国空 间 技 术 研 究 院 西安 分 院 ，国 家 级 重点 实 验 室 ，西 安 ７００ ） 中 １０ ０
摘
要 ： 由于 Ｏ Ｎ Ｔ没 有 提 供标 准卫 星模 块 和 星 上 路 由器 模 块 ， 给 卫 星 网 络 仿 真 带 来 一 定 难 度 。 针 对 Ｌ Ｏ ＰＥ 这 Ｅ
一
一
因而 ， 文 基 于 Ｏ Ｎ Ｔ网络 仿 真 软 件 ， 出了 本 ＰＥ 提 种 Ｌ Ｏ卫 星 网络 路 由仿 真 模 型 。通 过 局 部 的 调 Ｅ
整， 该模 型能 够仿 真不 同的 星上路 由算法 ， 具有 一定
求 ， 星通 信 网络需 要 具 有 灵活 性 高 和 自适 应性 强 卫
的路 由算 法 。卫星 网络拓 扑结构 和链 路状态 始终处
于变化之 中 ， 何来 衡 量 星 上 路 由算 法 的 性 能 呢？ 如 显然 ， 立 Ｌ Ｏ卫 星网络 投资 巨大 、 建 Ｅ 成本 高 ， 采用 而
的通用 性 ， 为今 后 星 上路 由技 术 的研 究 提 供 了一 个
方便快 捷 的技 术途 径 。
关 键 词 ：Ｌ Ｏ卫 星 网 络 ；路 由算 法 ；Ｏ Ｎ Ｔ模 型 Ｅ ＰＥ
中图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ ９ Ｔ ９ ７ Ｐ ９ ． ： Ｎ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ —３ ８ ２ １ ）２０ ４ —８ ０ ０１ ２ （０ ０ ０ —４ ００
ＤＯＩ １ ３ ７ ／ ．ｓ ｎ． ０ ０ １ ２ ２ ０． ２． ２ ： ０． ８ ３ ｊｉｓ １ ０ — ３ ８．０１ ０ ０２
０ 引wk.baidu.com言
尝试 。
但是 ， Ｐ Ｅ Ｏ Ｎ Ｔ工具 没 有 提 供 卫 星标 准 模 块 ， 而 且 由于卫 星 网络 的动 态变 化使得 其提供 的标 准路 由 器模块 和节 点模 块 已不 适 用 于 卫 星 网络 ， 卫 星通 给 信 网络建模 和性 能分 析 带来 一定 的 困难 。文 献 ［ ］ ５ 通 过离散 化有线 链路 的通 断 ， 近似 模 拟 Ｌ Ｏ网络 来 Ｅ 中的切换 和拓扑 结 构 变化 ， 要 在 仿 真 之前 进行 大 需 量 的复杂 运 算 ， 具 有 通 用 性 。文 献 ［ ］ Ｏ Ｎ Ｔ 不 ６ 对 ＰＥ
完 成 具 体 算 法 的 实 现 。 为 了 检验 模 型 的性 能 ， 真 分 析 了几 种典 型 的 星 上 路 由算 法 。 结 果 表 明 ， 出 的 仿 真 模 型 仿 提
是 正 确 可 行 的 ， 具 有 一 定 的通 用 性 ， 卫 星 通 信 网 络 性 能 的仿 真 和分 析 提 供 了一 种 简 单 有 效 的 途 径 。 且 为
收稿 日期 ：０９０ ． ； 修 回 日期 ：０９０。４ ２０ —１１ ４ ２０ ．２２
Ｌ Ｏ网络 中 的 Ｔ Ｐ协 议 性 能 ， 修 改 工 作 量 巨 大 ， Ｅ Ｃ 但
并且新 的协 议或算 法 的应用 可能导 致模 型 的再次 全
面修 改 。 ． ‘
既带来 一定 困难 ， 又带来 可简化 的条 件 。
为 满 足 日益 增 多 的不 同 用 户 不 同业 务类 型需
的网络 性 能 和行 为 。Ｏ Ｎ Ｔ支 持标 准 Ｌ Ｎ和 Ｍ Ｎ ＰＥ Ａ Ａ
真 和建模 工具 ， 其仿 真 功 能 强 大且 具有 无线 仿 真
机制， 适合 于卫 星通信 网络及 路 由算 法 的仿 真 。
目前 ， 在卫星 通信 中采用 Ｏ Ｎ Ｔ建模 仿 真 已经 ＰＥ 有 了比较 广 泛 的应 用 ， 比如 ： 上 Ｉ 换 和多 级 星 Ｐ交 调度 等 方面 。在 卫 星通 信 网 络方 面 ， 开 始 进 行 也
由于具 有覆 盖 区域 广 、 实现 广播 和 长距 离 传 易
输 的特 点 ， 星通 信 成 为军 用 和 民用 通 信 的重 要 手 卫
段 之一 。随着通 信技术 的发 展和 星上处理 能力 的提
高， 通信卫 星组 网成 为 新 一代 卫 星 通信 系 统 研究 的
热点。
与地面 网络 相 比 ， Ｅ Ｌ Ｏ卫 星 网络具 有 拓 扑 结 构
第 ３ 卷第 ２期 ｌ
２１ ０ ０年 ２月
宇 航 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｔ ｎ ｕｉｓ ｏ ｒ ａ ｆ ｒ ａ ｔ Ａｓ ｏ ｅ
Ｖｏ ． １ ３ｌ
Ｎｏ ２
．
Ｆ ｂｕａｙ ２ ０ ｅ ｒ ｒ ０１
Ｌ Ｏ卫星 网络路 由算 法 的 Ｏ Ｎ Ｔ建模 与 仿 真 Ｅ ＰＥ
卫 星 网络 路 由 算法 ， 出 了 一 种 Ｏ Ｎ Ｔ路 由 仿 真模 型 。该 仿 真 模 型 主 要 由卫 星 网 络 域 、 星 节 点 域 和 路 由 进 程 域 提 ＰＥ 卫
组 成 。 卫 星 网络 域 实 现 网络 拓 扑 结 构 的 动 态 变化 ， 点 域 利 用 无 线 仿 真 机 制 进 行 数 据 的 发 送 和 接 收 ， 由 进 程 域 节 路
１ Ｏ Ｎ Ｔ 网络 仿 真 软 件 ＰＥ
计 算机仿 真是 一种 简单有效 的方 法 。在 当前 众多 网
络仿 真软 件 中 ， Ｐ Ｅ Ｏ Ｎ Ｔ是 一款 性 能 非 常好 的 网 络仿
Ｏ Ｎ Ｔ作 为一种 主 流 网络 仿 真 软件 ， ＰＥ 为开 发人
员提供 建模 、 真 以及 分析 的集 成环 境 其 应 用广 仿 泛， 不仅 可用来 研究 网络技 术 问题 ， 可 以模 拟系统 还