基于集中式路由的卫星网络组网机制研究与实现

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:newlinge
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
卫星网络具有覆盖范围广、容量大以及不受地域限制等优势,近年来,逐渐引起了国内外产业界和学术界的广泛关注,构建空间信息网络成为未来网络的发展趋势。然而,由于卫星节点的处理能力较弱,传统地面网络的分布式路由会增加卫星节点的计算开销且存在收敛时间慢、灵活性较弱等特点,难以直接应用于卫星网络。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的提出为卫星路由的设计提供了新思路,其核心理念是将控制功能从节点中分离出来,可以减少卫星节点的工作负担并大幅加强网络的管控能力。但是,基于SDN的卫星网络依赖于稳定的控制链路进行转发条目的下发,考虑到卫星网络拓扑呈现高动态变化、存在大量转发环路、并且每个卫星节点在运行周期内只有较短的时间才能与其对应地面站直连,如何进行卫星间的组网以使其可借助其它卫星节点与地面控制器进行有效互通是构建基于SDN卫星网络所面临的重大挑战之一,尚需深入研究。为此,本文设计了基于集中式路由的卫星网络组网机制,旨在建立卫星节点与其控制器之间的有效通路,并为后者提供有效的全局拓扑检测。具体来说,所提机制首先借助快照路由将卫星网络动态拓扑进行简化,将其转变为一系列由持续一段时间的静态拓扑图所构成的时间片集合。之后,在每个时间片内,将同轨的低轨卫星设为一个转发组进行组网,以建立组内拓扑连接关系,并选举当前直连地面站或高轨卫星的节点为组内接入代理,作为该转发组到控制器的默认网关,以便组内节点通过接入代理建立与控制器的连接。最后,接入代理将轨道内拓扑信息进行周期性地汇总上报,便于控制器对卫星网络进行管理。基于上述机制进行了相关系统实现,完成卫星转发端组网转发、时间片切换以及信息上报等模块的编写。其中,组网转发模块是核心部分,负责转发组划分以及接入代理选举。同时,卫星节点通过信令交互感知组内拓扑变化,当某一接入代理失效后,可选择当前其它可用接入代理进行替换,以保障与控制器通路的畅通。时间片切换模块根据链路通断实现时间片的预先配置,并采用计时器驱动的方式实现配置按时按序的加载。信息上报模块通过探测获取邻居信息,并基于接入代理进行组内拓扑信息的整合与周期性上报,为控制器提供当前的实际拓扑。最后,为了验证转发端的性能,本文搭建了测试环境,对各个模块进行了功能测试,并同基于链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol,LLDP)的SDN拓扑发现机制进行了性能对比测试。测试结果表明:相比SDN拓扑发现机制,本文所设计的组网机制能够更加完整地发现卫星网络当前的实际拓扑。
其他文献
再生水作为一种新型的补充型水资源,近几年在我国迅速发展起来。再生水回用不仅为我国的淡水资源提供了保证,也缓解了污水排放所造成的生态环境问题。再生水广泛应用于工业生产、农业灌溉、河道补水、地下水回灌及景观用水中,与人们生活息息相关。由于再生水中存在的有机物含量高种类多,消毒剂与水中的溶解性有机物反应后会形成种类更多,结构更复杂,毒性更大的消毒副产物。尤其是极性卤代消毒副产物,毒性是常规消毒副产物的3
铁路建筑遗产是一种特殊的工业遗产。美国有运营里程世界第一的铁路系统,在新型交通工具出现后,铁路的地位开始下降,铁路营业里程也不断缩短,大量铁路建筑被关停或废弃成为“遗产”。这些建筑遗产被妥善保护并以再利用的形式获得新生。从再利用视角看待美国铁路建筑遗产保护体系。首先,美国对建筑遗产有再利用的需求。(1)资源保护需求:第一次石油危机爆发后,引发美国经济萧条,美国经济缩水,要求在建设中最大限度地减少资
CRTSⅡ型板式无砟轨道在我国应用广泛,但由于我国高铁具有运行速度快、行车密度大、服役环境复杂等运营特点,导致近年CRTSⅡ型板式无砟轨道产生了一系列轨道病害,其中轨道板脱空病害对结构服役性能危害巨大,轨道板裂缝病害在CRTSII型板式无砟轨道中尤为常见,因此需要重点研究。考虑到结构模态参数是结构固有的振动特性,当CRTSⅡ型板式无砟轨道出现伤损病害时,轨道的约束条件将产生不同程度的折减,进而影响
光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry:PDV)是通过探测运动物体表面反射光产生的多普勒频移,来测量物体的运动速度。PDV系统测速范围大、测量精度高、响应速度快,广泛用于冲击波、爆轰波检测、新材料和含能材料研发等领域。随着PDV应用对象的增加,新的问题不断出现。以炸药爆轰驱动下圆筒壁面运动为测量对象,针对其表面倾斜运动且测量数据信噪比低的特点,对PDV系统的探
随着我国电力工业市场化改革逐步深入,电力市场的市场体系愈加丰富,电力市场可交易的品种逐渐增多,由早期的占比很少的中长期电量交易,到现在8个省级现货电力市场,交易规模逐渐扩大,交易更加频繁。由于能源革命的推进,风光等新能源在电源结构中的占比的逐渐增大,不确定性增加,不仅使得有功功率平衡面临挑战,且影响到了无功功率平衡以及电网电压的安全稳定。在这种情况下,如何利用价格信号调动各方无功资源,就变得十分重
大宗货物包括煤炭、钢材、原油等,是影响国家经济与民生的重要原材料。铁路运输具有运输能力大、运输成本低、安全性高等特点,是我国大宗货物的主要运输方式,也是国民经济的大动脉。近年来,随着市场化改革的全面推进,各种运输方式之间的竞争愈加激烈,铁路企业也受到了极大的挑战。为了扩大市场份额并提高企业收益,制定合理的运价是极为关键的一环。目前我国政府虽然放松了对铁路企业的管控力度,允许铁路企业可以在一定浮动范
随着我国高速铁路建设的蓬勃发展,旅客高铁出行需求不断增长,对高铁高质量高标准发展提出了更高要求。高铁车站作为高铁路网中的旅客集散枢纽,显著增大的客流需求对其造成了前所未有的压力。一方面,巨大客流聚集在车站内相对封闭区域,既是对车站运营管控能力的考验,也是对旅客出行安全的冲击;另一方面,车站作为交通商业综合体,客流量增大的同时旅客个性化服务需求也在逐步攀升,因此如何有效感知和预测站内客流分布状态,并
冬奥会作为国家特大型体育赛事之一,吸引了众多国内外游客观赛。然而,由于赛事相关信息发布不集中,给赛事管理者和出行人员的出行和查询冬奥相关信息带来不便,并且道路突发异常情况时有发生,若不能及时采取应急措施将会给观赛游客带来延误。因此,赛事管理者和出行者缺少集赛事相关信息查询、出行规划和应急调度一体化平台。本论文以软件工程方法学为指导思想,以软件工程理论、智慧交通理论、智能优化算法为基础,以赛事管理人
电机驱动系统的可靠性对光伏无人飞行器(UVA)的稳定持续飞行至关重要,而普通的三相电机驱动,在发生故障时难以继续工作,因此本文研究了采用具有冗余结构的双绕组永磁同步电机(PMSM)驱动系统,不仅能够提高系统的可靠性,而且还可以根据光伏发电量的差异进行功率和转矩的分配,提高能量利用率。考虑到无人飞行器工作需求和环境的复杂性,针对驱动系统的可靠性与稳定性,重点研究了双绕组PMSM的矢量控制、无位置传感
隐写技术是用于秘密通信的一种方式,随着人们越来越青睐于视频形式的信息交流,以视频为载体的信息隐藏技术将在版权保护、军事通信等领域有巨大的应用需求。视频原始数据量巨大,所以我们平常见到的视频几乎都是经过压缩的。高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)自2013年发布以来就以其较高的压缩效率受到了广泛的关注,并且经过近几年的发展,被应用到许多产品中,因此基于