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一个应用于星簇内部动态重构策略摘要：根据星簇内部网络拓扑动态变化，提出了一种适用于星簇内卫星受损后可自主实现拓扑和动态重构新策略，包括节点和链路的动态重构策略。提高了星簇内部拓扑结构的稳定性，并结合了路由反转算法和按需路由算法来保障通信效率，并充分考虑了星簇内卫星拓扑结构以三角形形成的局域网最为稳定等特点，为星簇内部的动态重构提出了一种新方法。 关键词：卫星网络 星簇 动态重构 三角形局域稳定子网 中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0115-01 1、引言 随着卫星应用的不断深入，越来越多的空间任务仅靠单颗卫星已经不可能完成，由多颗卫星组成网络运行已经成为必然的发展趋势。虽然单颗微小卫星的功能无法与大卫星相比，但由多颗微小卫星以组网或编队方式形成的微小卫星群，则不仅能完成单个大型空间飞行器的功能，而且可大幅降低成本和风险。 2、星簇内路由算法的局限性 为了减少星上实时计算量，简化卫星功能，突出编队飞行小卫星的特点，采用对路由的计算采用离线（offline）预先计算的方式。与传统的最短路径路由算法（如Dijkstra算法、Bellman—Ford算法和Floyd—Warshall算法）相比，离线路由算法极大的减少了寻路的信令开销和卫星计算动态路由的计算开销，适应卫星网络特点。但是，离线路由算法也具有其无法克服的局限性。 3、星簇内实现动态重构的一种新策略 动态重构技术是一种通过采取主动地的容错控制技术，保证了当网络局部失效或性能下降时，在一定服务质量条件下完成通信和其他任务的能力。借鉴Adhoc网络路由协议中适用于星簇网络的部分，充分利用星簇网络的规律性和可预知性，在现有路由算法的基础之上，结合了DSR路由协议和链路反转路由，对整个卫星网采取划分拓扑结构。 首先需要对网络拓扑初始化，构建星簇内小三角形稳定结构并将小三角形内部的三颗卫星的携带信息相互备份（12、13、5构成三角形局域稳定子网），形成紧密联系的局域网，这样初始化后，每颗卫星都在其相应的三角形稳定子网当中。 在AdHoc网络中，移动节点可以通过GPS或其他装置得到自己位置和运动速度等信息，并每间隔一定的时钟周期更新这些参数。设r为两个节点间无线通信的最大有效距离，当两个节点间的距离达到最大有效距离r时，有： 链路重构是指进行直接通信的父子两级节点间通信链路失效后，可以通过启用备份链路来恢复正常的通信，也可通过重构路由，选择节点进行信息的中继转发来保证两节点间的通信业务，星簇网络重构可以分为两个部分构成一个有机整体，即启用冗余资源和重构星间链路两部分。如图1所示： 若启用冗余资源失败，将会触发动态重构机制，这时簇内卫星将自动重构使其恢复星间通信系统。 4、测试结果 在0.3秒时，10号节点与4号节点传信时遇到阻塞，此后经过动态重构，10号节点激活与9号，13号，15号之间的链路，通过13号和15号节点嫁接关联，与4号节点取得间接通信互联。算法中分别采用AODV路由算法和DSR路由算法，经过延时效果比较，AODV延时小而且更加更加稳定，如图2比较得出利用AODV路由算法更加适合本思想： 5、结语 基于星簇网络中运用Ad hoc网络思想的动态路由算法，分析了星簇内路由算法的的局限性，基于Ad hoc网络和星簇内网络的共同之处，以及这两种网络都是“无线多跳网络”的观点，借鉴了Ad hoc网络路由协议中适用于星簇网络的部分，充分利用了星簇网络的规律性和可预知性，在结合DSR路由算法和链路反转算法的基础之上，将链路反转算法和DSR路由算法应用其中，使得网络路由更加具备了信令开销小、容错性强及支持多路由等特点。 参考文献 [1]Ramanathan R，Rosales-Hain R. Topology control of multihop wireless networks using transmit power adjustment[A].Proc IEEE INFOCOM[C].Tel-Aviv，Israel：IEEE communication society，2000 .404 -413. [2]Ning Li，Jennifer C Hou，Lui Sha . Design and analysis of an MST based topology control algorithm[A].INFOCOM 2003[C]. San Franciso，USA：IEEE communication society，2003.1702-1712. [3]李喆，李冬妮，王光兴.LEO/MEO卫星网络中运用自组网思想的动态路由算法.通信学报，2005