呂慧?孫林鋒

摘 要 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡慢慢變成了人與人之間聯(lián)系的重要手段。目前來看，全球各地都致力于發(fā)展建設小型統(tǒng)一型衛(wèi)星通信體系，想要建設通信體系就必須發(fā)展衛(wèi)星通信網(wǎng)路由技術。本文就將分析研究一下當前路由技術發(fā)展概況，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡技術的基本情況和其主要模擬技術的發(fā)展。

關鍵詞 衛(wèi)星通信;路由技術;模擬工具;模擬方法

1衛(wèi)星網(wǎng)絡通信路由技術

1.1 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡解析

衛(wèi)星通信屬于高端的通信技術方法，由于它能戰(zhàn)勝空間局限性，尤其對那些偏僻的區(qū)域或者人員分布不均勻的區(qū)域有利。通常情況下，通信衛(wèi)星屬于同步衛(wèi)星，這種衛(wèi)星幾乎不動，地面天線很輕易追蹤到信號，但是可以支撐手持終端的移動衛(wèi)星通信構(gòu)成體系中不可能都是穩(wěn)定的按軌道運行的衛(wèi)星。衛(wèi)星通信的技藝變革持續(xù)發(fā)展，衛(wèi)星通信體系主要是通信地球站群、空間分系統(tǒng)、監(jiān)控管理分系統(tǒng)以及跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)幾個部分組成[1]。

1.2 衛(wèi)星通信網(wǎng)路由技術概述

衛(wèi)星網(wǎng)路由技術主要是單層衛(wèi)星網(wǎng)路由技術和多層衛(wèi)星網(wǎng)路由技術兩種，除了具備很多優(yōu)點以外，還面臨很多難題，比如說，衛(wèi)星上的能源使用的限制多，網(wǎng)絡拓撲變換速度迅猛，每個區(qū)域的數(shù)據(jù)處理壓力存在很大差異，衛(wèi)星之間有環(huán)路阻礙，空間內(nèi)障礙物多，所以網(wǎng)絡一旦被破壞將難以修復等。

單層衛(wèi)星通信網(wǎng)路由技術大體上有以下幾種：

（1）按照虛擬拓撲進行的路由算法

按照虛擬拓撲進行的路由算法實質(zhì)上就是將時間劃為極小的片段，在不同的時間片內(nèi)衛(wèi)星的構(gòu)造變化可以忽略不計，繼而根據(jù)衛(wèi)星的活動規(guī)律，開始路由計算工作。由于這類算法通常都提前算定路由表，所以節(jié)省了大量的計算時間，這類算法非常適合穩(wěn)定的衛(wèi)星系統(tǒng)。但是，這樣的路由算法也存在很多的弱點，用很多極小的片段組成的算法會占用大批儲蓄空間，而且一旦體系里有一個地方出現(xiàn)無法預測的事故，將很難開展下一步工作。

（2）按照覆蓋區(qū)域進行的路由算法

按照覆蓋區(qū)域進行的路由算法顧名思義就是涉及的區(qū)域進行按照根據(jù)衛(wèi)星的覆蓋域區(qū)分，每個區(qū)域的邏輯地址都不一樣。這種路由算法優(yōu)勢在于運算所需儲蓄范圍小，根據(jù)衛(wèi)星活動的規(guī)律，有超強自我控制力?？墒撬枰浅Ｒ?guī)整的拓撲構(gòu)造，而且需要高水平的計算技能。

（3）按照數(shù)據(jù)驅(qū)動進行的路由算法

這種算法即收集數(shù)據(jù)前按兵不動，當數(shù)據(jù)到位后進行變革，上下兩個節(jié)點的拓撲都要更新。這種算法適合用在工作任務少的時候，應用較方面，但是任務多的時候就不太適合了。

（4）按照虛擬節(jié)點進行的路由算法

這種路由算法和鑒于覆蓋域的路由算法差不多，把衛(wèi)星網(wǎng)絡憑想象編造成大量節(jié)點，再把實際存在的衛(wèi)星幻化成這些虛擬的節(jié)點，進行路由計算。其算法相對其他而言容易一些，前提是需要穩(wěn)固的網(wǎng)絡環(huán)境[2]。

而多層衛(wèi)星網(wǎng)就是運用多層衛(wèi)星間的衛(wèi)星鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡。多層衛(wèi)星網(wǎng)構(gòu)成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)多樣化，頻譜的使用效率高、類型豐富，多層衛(wèi)星網(wǎng)發(fā)展進步是大勢所趨。

2衛(wèi)星通信網(wǎng)的模擬

2.1 模擬的工具

進行衛(wèi)星通信網(wǎng)的模擬的條件較多，需要的花費也比較多，而且模擬仿真軟件通常來說也很大，剛開始接觸這類軟件，應用難度較大。被應用的次數(shù)較多的三種軟件就是NS、OPNET和STK，其中OPNET和STK屬于商用軟件，只有NS不需要花錢開通。盡管NS性能高但它規(guī)定了OPNET的應用限度，同時被應用的次數(shù)還是最多的。

NS表面是一個面向目標物的網(wǎng)絡仿真器，實質(zhì)屬于離散事件的模擬器。其自身有一個虛構(gòu)的時鐘，離散事件帶動全部的模擬工作。NS包括仿真事件調(diào)度器、網(wǎng)絡組件對象庫以及網(wǎng)絡構(gòu)建模型庫等。用仿真事件調(diào)度器來估算時間節(jié)點，進一步完成下一個目標任務，實施有關的事件;網(wǎng)絡組件利用傳遞分組來互相溝通聯(lián)絡，且不會浪費模擬時間。通過各個部件的通力合作完成最后的模擬程序[3]。

2.2 介紹使用進行網(wǎng)絡模擬的程序

如果NS的拓展工作告一段落，而且所包含NS的組件都符合應用者的條件，那樣開展一回模擬的程序有以下幾點：

（1）首先撰寫底稿。設置好模擬網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)模型，同時明確鏈路的延緩、信道帶寬和丟失戰(zhàn)略等特質(zhì)。

（2）創(chuàng)設條款代理項目，包含端設備的固定條款和通信業(yè)務量模型的設立。

（3）確定所需業(yè)務量模型的參考數(shù)值，進一步明確網(wǎng)絡上的業(yè)務量布局。

（4）確定對象。利用文件記錄全部的模擬流程。模擬工作結(jié)束之后，使用者能對記錄的內(nèi)容進行深入剖析。

（5）撰寫別的輔助程序，制定模擬停止時間，直到底稿完成。

（6）用解釋進行之前撰寫的底稿，剖析文件內(nèi)容，獲得有效資料。

（7）調(diào)動配置拓撲構(gòu)造和業(yè)務量模子，再一次按照步驟進行模擬仿真工作。

NS的程序結(jié)構(gòu)如下圖所示。

運用NS等進行仿真技術研究衛(wèi)星通信網(wǎng)的模擬對衛(wèi)星網(wǎng)絡發(fā)展起著非常重要的作用，更多模擬應用技術也在不斷發(fā)展進步。

參考文獻

[1] 王金海，尹波，王旭陽.多星組網(wǎng)路由交換架構(gòu)技術研究[J].無線電工程，2015，45（06）：1-3.

[2] 盧勇，趙有健，孫富春，等.衛(wèi)星網(wǎng)絡路由技術[J].軟件學報，2014，25 （05）：1085-1100.

[3] 姚曄，梁旭文.LEO&GEO雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡的動態(tài)路由技術[J].系統(tǒng)工程與電子技術，2013，35（09）：1966-1973.