淺析衛星通信網路由技術及其模擬

呂慧?孫林鋒

摘 要 衛星通信網絡慢慢變成了人與人之間聯系的重要手段。目前來看，全球各地都致力于發展建設小型統一型衛星通信體系，想要建設通信體系就必須發展衛星通信網路由技術。本文就將分析研究一下當前路由技術發展概況，衛星通信網絡技術的基本情況和其主要模擬技術的發展。

關鍵詞 衛星通信;路由技術;模擬工具;模擬方法

1衛星網絡通信路由技術

1.1 衛星通信網絡解析

衛星通信屬于高端的通信技術方法，由于它能戰勝空間局限性，尤其對那些偏僻的區域或者人員分布不均勻的區域有利。通常情況下，通信衛星屬于同步衛星，這種衛星幾乎不動，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星通信構成體系中不可能都是穩定的按軌道運行的衛星。衛星通信的技藝變革持續發展，衛星通信體系主要是通信地球站群、空間分系統、監控管理分系統以及跟蹤遙測及指令分系統幾個部分組成[1]。

1.2 衛星通信網路由技術概述

衛星網路由技術主要是單層衛星網路由技術和多層衛星網路由技術兩種，除了具備很多優點以外，還面臨很多難題，比如說，衛星上的能源使用的限制多，網絡拓撲變換速度迅猛，每個區域的數據處理壓力存在很大差異，衛星之間有環路阻礙，空間內障礙物多，所以網絡一旦被破壞將難以修復等。

單層衛星通信網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上就是將時間劃為極小的片段，在不同的時間片內衛星的構造變化可以忽略不計，繼而根據衛星的活動規律，開始路由計算工作。由于這類算法通常都提前算定路由表，所以節省了大量的計算時間，這類算法非常適合穩定的衛星系統。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無法預測的事故，將很難開展下一步工作。

（2）按照覆蓋區域進行的路由算法

按照覆蓋區域進行的路由算法顧名思義就是涉及的區域進行按照根據衛星的覆蓋域區分，每個區域的邏輯地址都不一樣。這種路由算法優勢在于運算所需儲蓄范圍小，根據衛星活動的規律，有超強自我控制力。可是它需要非常規整的拓撲構造，而且需要高水平的計算技能。

（3）按照數據驅動進行的路由算法

這種算法即收集數據前按兵不動，當數據到位后進行變革，上下兩個節點的拓撲都要更新。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，把衛星網絡憑想象編造成大量節點，再把實際存在的衛星幻化成這些虛擬的節點，進行路由計算。其算法相對其他而言容易一些，前提是需要穩固的網絡環境[2]。

而多層衛星網就是運用多層衛星間的衛星鏈路構成的網絡。多層衛星網構成的網絡結構多樣化，頻譜的使用效率高、類型豐富，多層衛星網發展進步是大勢所趨。

2衛星通信網的模擬

2.1 模擬的工具

進行衛星通信網的模擬的條件較多，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性能高但它規定了OPNET的應用限度，同時被應用的次數還是最多的。

NS表面是一個面向目標物的網絡仿真器，實質屬于離散事件的模擬器。其自身有一個虛構的時鐘，離散事件帶動全部的模擬工作。NS包括仿真事件調度器、網絡組件對象庫以及網絡構建模型庫等。用仿真事件調度器來估算時間節點，進一步完成下一個目標任務，實施有關的事件;網絡組件利用傳遞分組來互相溝通聯絡，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。設置好模擬網絡拓撲結構模型，同時明確鏈路的延緩、信道帶寬和丟失戰略等特質。

（2）創設條款代理項目，包含端設備的固定條款和通信業務量模型的設立。

（3）確定所需業務量模型的參考數值，進一步明確網絡上的業務量布局。

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

（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，剖析文件內容，獲得有效資料。

（7）調動配置拓撲構造和業務量模子，再一次按照步驟進行模擬仿真工作。

NS的程序結構如下圖所示。

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

參考文獻

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

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

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