LEO卫星网络海量遥感数据下行的负载均衡多径路由算法

刘沛龙; 陈宏宇; 魏松杰; 程浩; 李帅; 汪骏勇

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017246

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LEO卫星网络海量遥感数据下行的负载均衡多径路由算法

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- LEO卫星网络海量遥感数据下行的负载均衡多径路由算法
- Load balancing multipath routing protocol for mass remote sensing data downlink in LEO satellite network
- 通信学报 2017年38卷第Z1期页码：135-142
- 作者机构：
  
  1. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050
  2. 上海微小卫星工程中心，上海 201203
  3. 中国科学院大学，北京 101407
  4. 南京理工大学计算机与工程学院，江苏南京 210094
- 作者简介：
  
  [ "刘沛龙（1989-），男，天津人，中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国科学院大学博士生，主要研究方向为基于激光星间链路的卫星网络路由协议、基于片上系统SOC的微纳卫星星载计算机工程实现。" ]
  [ "陈宏宇（1976-），男，山西大同人，博士，上海微小卫星工程中心研究员、主要研究方向为先进微纳卫星总体技术、航天器轨道姿态控制技术、先进电子学设计技术以及星座组网技术。" ]
  [ "魏松杰（1977-），男，黑龙江佳木斯人，博士，南京理工大学副教授，主要研究方向为计算机系统及网络安全、网络数据分析与监控、异常事件检测与仿真、网络协议设计与分析、网络服务与云计算。" ]
  [ "程浩（1976-），男，江西赣州人，南京理工大学硕士生，主要研究方向为计算机网络仿真、卫星网络路由技术。" ]
  [ "李帅（1994-），男，江苏盐城人，南京理工大学硕士生，主要研究方向为密码学、计算机网络技术与应用、网络安全技术。" ]
  [ "汪骏勇（1991-），男，上海人，中国科学院微系统与信息技术研究所博士生，主要研究方向为卫星网络技术、卫星星座任务规划技术。" ]
- 基金信息：
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2017246
  中图分类号： TN927
- 网络出版日期：2017-10，
  
  纸质出版日期：2017-10-25
- 稿件说明：
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刘沛龙, 陈宏宇, 魏松杰, 等. LEO卫星网络海量遥感数据下行的负载均衡多径路由算法[J]. 通信学报, 2017,38(Z1):135-142.

Pei-long LIU, Hong-yu CHEN, Song-jie WEI, et al. Load balancing multipath routing protocol for mass remote sensing data downlink in LEO satellite network[J]. Journal on communications, 2017, 38(Z1): 135-142.
刘沛龙, 陈宏宇, 魏松杰, 等. LEO卫星网络海量遥感数据下行的负载均衡多径路由算法[J]. 通信学报, 2017,38(Z1):135-142. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2017246.

Pei-long LIU, Hong-yu CHEN, Song-jie WEI, et al. Load balancing multipath routing protocol for mass remote sensing data downlink in LEO satellite network[J]. Journal on communications, 2017, 38(Z1): 135-142. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2017246.

摘要

LEO 卫星网络能够为各类用户提供全球无缝实时数据通信，近年来得到了快速发展。与此同时，空间数据源如遥感卫星的海量载荷数据下行体制依旧采用传统的存储转发方式，如果将此类卫星接入配有星间链路的LEO 卫星网络，可以有效提高空间任务数据的实时性。但是需要为这种应用需求设计专门的卫星网络负载均衡路由算法。针对视频卫星实时直播的应用场景，设计了一套并行链路不相交多径路由算法SPEMR。OPNET仿真结果表明SPEMR实现的多径方案的性能劣化指数为0.32，仅为TLR路由协议的32%，传统DSP方案的21%，具有相对更强的实时传输海量数据的能力。

Abstract

LEO satellite networks can provide seamless real-time data communication for all kinds of users

which developed rapidly in recent years.At the mean time

the massive payload data down-link system of space data sources

such as remote sensing satellites

still make use of traditional storage and forward mode.The real-time performance of space mission data will be improved effectively

if such satellites are connected to LEO satellite networks equipped with inter satellite links.However

it is necessary to design a specialized satellite network load balancing routing algorithm.Satellite parallel edge-disjoint multipath routing protocol (SPEMR) was designed for remote sensing satellite real-time down-link applications.OPNET simulation results indicate that the performance degradation index(DI) of the multipath scheme implemented by SPEMR is 0.32

which is only 32% of the TLR and 21% of the traditional DSP scheme.It is demonstrated that SPEMR has the better capability of transmitting massive data in real time.

关键词

Keywords

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