内容简介
随着低轨卫星的快速发展,国内外多家公司相继宣布了各自的星座计划,这些计划旨在通过数百至数千颗低轨卫星(Low Earth Orbit, LEO)构建大规模 LEO 星座。这些星座涵盖了通信、遥感、导航等多种功能域,形成了多轨道面、多功能域星座共存巨星座网络。因巨星座网络具有拓扑高速动态变化、规模庞大、资源受限等特征,对传统路由技术提出了前所未有的挑战。
针对巨星座网络路由的核心挑战,本书对经典路由协议进行了精要梳理,涵盖了有线固定网络与无线自组织网络中的主流协议,并分析了这些协议在巨星座网络中的适用性,最终凝练出星地融合网络对路由技术的五大核心需求:低开销、负载均衡、高抗毁、业务感知与跨域协同。
针对这些核心需求,本书的核心内容——即第五至第九章——展开了一系列原创性的算法研究。第五章致力于低开销路由算法,提出了基于区域划分的策略,以应对大规模星座带来的可扩展性问题。第六章聚焦负载均衡,融合蚁群优化、深度强化学习等智能算法,有效规避网络拥塞,提升整体吞吐量。第七章着眼于网络韧性,引入复杂网络理论,构建了基于邂逅链路的抗毁路由机制,以保障在动态毁伤下的业务连续性。第八章面向未来多样的空间应用,提出了差异化业务的路由策略与面向任务的分簇方法,实现服务质量保障。第九章则突破单层网络限制,研究了跨层跨域的路由与缓存分发策略,利用随机几何等理论工具,解决了多层异构卫星网络的协同难题。为验证理论成果,第十章详细介绍了基于OPNET、OMNET++以及容器化技术的多种路由仿真平台,为算法性能评估与系统验证提供了实践支撑。