基于OPNET的低轨卫星网络路由仿真与优化

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1、第32卷第5期2013年10月飞行器测控学报JoumalofSpacecraftTT&CTechnolog)rV01．32No．50ct．2013基于OPNET的低轨卫星网络路由仿真与优化”李楠，宗鹏，SaeidAGHAEINEZHADFIROUZJA(南京航空航天大学·南京·210016)摘要：针对业务高速化、多样化背景的LEO(低地球轨道)卫星通信网络传榆问题，提出一种复合分组调度策略和基于拥塞控制的备份路由方法相结合的路由算法，既保证了不同业务的服务质量，也在网络部分卫星节点因负载较重发生拥塞时实现业务分流，避免低优先级业务因资源竞争力较弱而“饿死”，保证各业务的

2、吞吐率，提高网络的性能。最后，以0PNET(优化网络工程工具)软件搭建了LE0卫星网络仿真平台，对文中提出的路由协议进行仿真，验证了算法的有效性。关键词：卫星星座网络；多业务服务质量；分组调度；拥塞控制；优化网络工程工具(0PNET)中图分类号：TN927．2文献标志码：A文章编号：1674—5620(2013)05一0408一06DOI：10．7642／i．issn．1674—5620．2013一05一0408一06OPNETBasedSimulationandOptimizationofRoutingProtocolsinLEoSate¨iteNetworksLIN

3、an，ZONGPeng，SaeidAGHAEINEZHADFIROUZJA(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016)Abstract：ThispaperproposesaroutingalgorithmcombiningcompositepacketschedulingstrategyandalternateroutingpolicyforcongestioncontrolforLE0(LowEarth0rbit)satellitenetworksinahighdatarateanddive

4、rsifiedtrafficbackground．TheapproachnotonlyensurestheQoS(QualityofService)ofhighprioritytraffic，butalsoprovidesalternateroutingandprevents”starving”of10wprioritytrafficbecauseofweakresourcecompetitiVenessduringheavyloadingandcongestionatnodesinasatellitenetwork．Asaresult，thethroughputand

5、performanceofthenetworkareassured．AnLE0satellitenetworksimulationplatformisconstructedwithoPNETsoftwaret001andtheproposedalgorithmandroutingprotocolarevalidated．Keywords：satelliteconstellationnetworks；multi-serviceQualityofService(QoS)；packetscheduling；congestioncontr01．0PNET0引言未来卫星网络将与现

6、有的地面互联网共同承载大量的、不同种类的业务，因此保证不同业务QoS(服务质量)路由是未来互联网的一项关键技术uj。另外，星上资源受限，星上负载具有时间和空间的不均衡性，星上业务量随着星下点的移动不断变化，导致网络中部分卫星节点拥塞，造成网络吞吐率下降[2]。针对多业务的QoS要求和业务分布不均衡问题，本文提出一种保证区分业务不同QoS要求的拥塞控制算法。该算法将业务分为实时业务和非实时业务2大类，根据不同业务的QoS要求和业务等级为各业务分配合理的带宽，当检测到节点拥塞时，以区分服务的观点，将低优先级的非实时业务分流至当前较空闲的卫星节点，为实时业务保留更多的带宽，从

7、而保证不同业务的各自QoS要求。1算法描述1．1星上资源分配策略卫星网络所支持的业务种类不断地向多样化方*收稿日期：2013一07一01；修回日期：2013一07—18；网络出版时间：2013一08—3010：52：17网络出版地址．http：∥www．cnki．net／kcms／detail／11．4230．TV．20130830．1052．005．html基金项目：国防863项目(No．2010AA701405)第一作者简介：李楠(1991一)，女，硕士研究生，主要研究方向为卫星网络通信作者简介：宗鹏(1963一)，男，博士，教授，主