极轨星座分布式数据报路由链路失效影响研究①

赵 扬，方 海，孙 召，陶孝锋

(中国空间技术研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

随着通信技术的发展，卫星网络在全球通信、导航定位、气象预测、环境与灾害监测、资源探测和军事应用等方面发挥出越来越重要的作用。近几年各国提出大量低轨星座为当前无法接入互联网或特殊环境下的用户提供服务。由于低轨卫星的网络拓扑实时变化，卫星平台能力约束强，卫星节点间通信代价高，因此需要针对这些特性进行数据路由算法研究及网络性能分析。

IP已经成为事实上的互联网网络层标准，以数据报(datagram)形式进行路由。低轨星座路由如能符合或支持数据报形式的路由，则可保证与地面互联网的低成本衔接。星间通信链路宝贵，卫星载荷计算能力有限，需注意低轨星座路由算法的额外通信及计算开销。分布式数据报路由算法以局部信息进行低开销选路得到了研究人员的关注：低轨星座卫星节点可以自身获知的信息进行选路，逐跳将数据报文传递至目标节点。其优势在于分布式选路，不需要集中进行路径规划，且链路失效只影响数据路由中的某一跳，不需要重新计算整条通信链路，灵活度及适应性高。文献[1]将极轨星座抽象为2维mesh网格，考虑星座轨道面间水平方向及轨内垂直方向的路径规划，结合星间链路长度优先最短传播时延路径，几乎无额外开销的实现了数据报式的分布式路由算法(distributed datagram routing algorithm，DDRA)。文献[2]在2维mesh低轨星座网络中，通过边界扩散方法，提出了自适应无死锁容错路由。……