混合轨道卫星通信系统的路由算法

“最长覆盖时间”算法

由于低轨卫星相对于地面终端的移动速度很快，用户间通信会产生卫星切换的问题，需要采用合适的路由算法。本文首先研究了“最长覆盖时间”路由算法，该算法着重考虑源/目的信关站与其覆盖区内的LEO卫星的链路选取问题，使用户在卫星的容量限制范围内尽可能接入对其覆盖时间最长的卫星。算法流程如图1所示。

图中选路的流程是，首先从信关站出发，依据每颗卫星与信关站连接的剩余时间选择与信关站连接时间最长的LEO卫星。分别确定接入源和目的信关站的2颗LEO卫星后，再选择GEO卫星。由于只有两颗GEO卫星，以这两颗卫星到达已选定LEO卫星的路径长短为标准，选择路径最短的做中间转发。路由确定后，建立链路。源和目的信关站相同时，信关站对数据进行交换和处理。当纬度较高，信关站上空暂时没有卫星覆盖时，或者发生了拥塞，信关站上空的卫星信道全被占满，卫星没有新的资源可供利用时，都会出现路由失败。

图1 最长覆盖时间算法的流程

“最短路径”算法

对于卫星交互式多媒体通信系统，尽可能小的传输时延是至关重要的。因此，本文研究了另一种路由算法-“最短路径”算法。此算法按照信关站与其覆盖区内的LEO路径最短的原则来选择路由。当原始数据报产生后，系统首先在距离最近的卫星上寻找空闲信道，若有则建立连接，否则选择剩下卫星中距离最近的卫星。如果当前覆盖范围内的卫星均无空闲信道，就丢掉该数据报。算法流程如图2所示。

混合轨道卫星通信系统的路由算法研究