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近年来,随着空天一体化的推进和航天任务的发展,微纳卫星成为航天领域的热门研究方向。受限于单体微纳卫星的性能限制,微纳卫星星群组网成为主要趋势。传统IP网络的路由协议无法适应微纳卫星自组织网络的需求,因此需要针对微纳卫星星群网络的特性改进已有的路由协议。经过多年的研究,地面自组织网络路由协议的发展较为成熟,其中先应式的无线自组网按需平面距离向量路由协议(Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing,AODV)和后应式的优化链路状态路由协议(Optimized Link State Routing,OLSR)的应用最为广泛。首先,本文针对微纳卫星自组织网络,设计了一种轻量化的OLSR路由协议。此协议结合微纳卫星星群网络高动态、轨道可预测等特点,对已有的OLSR路由协议做了简化和适配,旨在为微纳卫星在轨任务提供高效可靠的信息通信保障。本文还搭建了OPNET仿真平台,导入了微纳卫星星群的轨道,对不同场景下的微纳卫星星群网络做了系统仿真。仿真实验证明了我们设计的轻量化OLSR路由协议在微纳卫星星群组网中表现出了优秀的网络性能及抗毁能力。然后,本文针对微纳卫星星群轨道的可预测性,提出了一种基于链路生存时间优化OLSR协议的改进方法。通过在OLSR协议中增加对位置等信息的交互,根据卫星运行轨道预测链路生存时间。并结合链路生存时间,调整OLSR协议中的HELLO消息发送间隔、多点中继节点(Multipoint Relays,MPR)选举、路由选择、备份路由表计算,实现对OLSR协议的优化。后续仿真实验表明基于链路生存时间优化的OLSR协议在传输成功率和抗毁性方面有明显提升。最后,本文在Linux环境下基于olsrd实现了上文设计的轻量级微纳卫星路由协议,并通过仿真实验验证了此协议的可行性。