低轨道卫星星座中 SDN 控制器的动态激活与分配-计算机科学-软件定义网络-卫星通信-优化-算法.pdf

低轨道卫星星座中SDN控制器的动态激活与

分配

stndrd

1WafaHasanain,2PabloG.Madoery,3HalimYanikomeroglu

Non-TerrestrialNetworks(NTN)Lab,Dept.ofSystemsandComputerEngineering

CarletonUniversity,Ottawa,Canada

thth

4GunesKarabulutKurt5SameeraSiddiqui

Poly-GramesResearchCenter,Dept.ofElectricalEngineeringDefenceResearchandDevelopmentCanada,

PolytechniqueMontréal,Montréal,CanadaCanada

thth

本6StephaneMartel7KhaledAhmed

译SatelliteSystems,MDA,CanadaSatelliteSystems,MDA,Canada

中th

8ColinBellinger

1NationalResearchCouncilCanada,Canada

v

4

7

7

6摘要—软件定义网络（SDN）已成为管理传统卫星通信的一案。随着大规模星座部署以满足不断增长的连接需求，

1.种有前景的方法。这增强了未来服务的机会，包括整合卫星和地传统架构在灵活性和无缝地面集成方面面临挑战[1]。

7面网络。在本文中，我们开发了一个适用于低地球轨道（LEO）卫LEO卫星的快速移动导致频繁的拓扑变化和时延波动，

0

5星网络的SDN框架，并采用OpenFlow协议，在OMNeT++需要自适应控制机制来实现稳定的通信。软件定义网络

2仿真环境中实现。动态控制器分配是大型LEO星座面临的最大

:挑战之一。由于LEO卫星的移动性，必须频繁更新卫星与控制（SDN）通过分离控制平面和数据平面提高适应性[2]。

v

i器之间的分配以保持较低的传播延迟。为了解决这一问题，我们尽管先前的研究[3]–[5]解决了自适应控制器部署的问

x

r提出了一个动态卫星到控制器分配（DSCA）优化问题，该问题，但许多研究依赖于静态或周期性的重新配置，这些

a

题持续调整这些分配。我们的最优DSCA（Opt-DSCA）方法方法无法完全捕捉LEO网络的动态特性。不合理的部

最小化了传播延迟并优化了活跃控制器的数量。初步结果表明，署会增加传播延迟、降低性能并浪费资源。因此，一个

DSCA方法显著优于静态卫星到控制器分配（SSCA）方法。虽

动态的控制器分配策略对于最小化时延和优化活动控

然在增加更多控制器时SSCA可能表现更好，但该方案无法适

应卫星的移动性。我们的DSCA方法通过根据传播延迟动态重制器以提高能效至关重要。

新分配卫星而持续提高网络效率。此外，我们发现当控制器数量动态控制器放置已在各种网络中进行了探索。例

超过一定点后回报递减，表明使用有限数量的控制器能达到最佳

如，软件定义的车联网减少了控制延迟[3]，但忽略了

性能。Opt-DSCA通过优化卫星分配和减少活跃控制器来