基于星历信息的卫星网络切换预测算法.docVIP

  基于星历信息的卫星网络切换预测算法# * （北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京 100876） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：本文针对 IP/LEO 卫星通信网络，提出一种基于星历信息的切换预测机制。该方法主 要应用于 IP/LEO 卫星通信网络中单颗卫星上多个终端组成的网络以整体进行移动时所产生 切换问题。利用 LEO 卫星的星历信息，可以预测卫星的移动轨迹，计算发生切换的时间。通 过提前进行转交地址配置等相关准备工作，减小切换延迟，降低丢包率。本文详细说明了优 化机制的工作流程，并设计了切换预测算法。仿真结果表明，同 NEMO 基本支持协议相比， 这种优化方法可以明显改善卫星上移动终端的切换性能，降低切换延迟，减少丢包率。 关键词：卫星网络；切换；NEMO；星历信息 中图分类号：TP393.0 An Ephemeris Information Based Handover Prediction Scheme for Satellite Network Li Li, Lu Meilian, Shi Yan (State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: In this paper, an ephemeris information based handover prediction scheme for IP/LEO satellite network is proposed. The proposed scheme is proposed to solve the handover problem caused by the mobility of a mobile network composed of multi-terminal on a satellite. Utilizing the ephemeris information of LEO, the mobile path of the satellite can be predicted and the time of handoff can be calculated. Preparing work of the care of address configuration is finished ahead of time in order to enhance the handover performances. The handover procedures and detailed prediction algorithm are described. Simulation results indicate that the proposed method has better performances in handover latency and packet loss rate than NEMO Basic Support Protocol in IP/LEO satellite network. Key words: satellite network; handover; NEMO; ephemeris information 0 引言 近些年来，作为数据网络的因特网得到飞速发展，它在人们的生活中占有越来越重要的 地位[1]。未来移动网络将是各种异构网络的统一整合网络[2]。为了满足飞速发展的因特网的 需要，人们开始开发在覆盖范围上具有优势的卫星网络的因特网服务。卫星网络也成为了网 络一体化的重要组成部分[3]。然而卫星网络的特殊性使得针对卫星网络的研究遇到了很大的 挑战[4]。在 IP/LEO 卫星网络中，卫星结点是时刻高速运动着的[5]，这给卫星网络的管理提 出了一个很大的挑战。移动性管理是在卫星网络研究中一个非常重要的课题。切换技术作为 移动卫星通信网络的一项关键技术，实现在通信进行过程中允许用户终端移动、在恶劣的无 线传输条件下恢复并保持通信、平衡网络的业务负荷等功能。 随着科技的发展，目前，已经有越来越多的探测器登上卫星，进行各种探测活动。探测 器上各种处理系统联合工作，并与地面控制器进行通信。随着卫星的高速移动，探测器也会 发生相应的移动。这篇文章主要探讨在这种情况下，如何保证随着卫星的移动，探测器依然 基金项目：国家自然科学基金 作者简介：李丽（1987-），女，硕士研究生，主要研究方向：宽带及无线移动网络技术与应用 通信联系人：卢