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近年来,无线通信技术和无线网络得到了越来越广泛的应用。无线多跳网络作为无线通信领域中一种新兴的网络结构,逐渐吸引了业界的注意力,成为研究的热点。无线多跳网络没有网络基础设施支持,其典型代表包括移动自组织网络(简称自组网)和由低轨卫星(Low Earth Orbit,LEO)/中轨卫星(Medium Earth Orbit,MEO)组成的卫星星座网络(简称卫星网络)。自组网由若干无线移动节点组成,这些移动节点相互协作维持网络的连接性,不依赖任何网络基础设施实现路由转发,具有组网速度快、抗毁自愈能力强等优点,在军事和民用领域的应用范围越来越大。卫星网络以较低的传输时延、功率损耗(相对于对地静止卫星通信)以及可以通过星际链路组网等特点,正成为未来卫星移动通信系统发展的一个重要方向,将具备为地球上任何地点的用户承载多种QoS业务的能力。卫星网络具有通信距离远、覆盖范围广等优点,对于航空、航海及那些偏远或缺少地面基础设施的用户而言,卫星网络的作用是任何地面网络都无法比拟的。即便是在有线网络比较密集的地区,卫星网络也可以作为陆地网络的有效补充,承担接入或/和骨干传输作用。 本文对自组网和卫星网络进行了分析,认为这两种网络除了具有多跳、无线和节点移动等相似的网络特点之外,还各自具有其独特的网络特点,在此基础上提出:现有有线多跳网路中的路由技术无法直接应用于这两种网络,需要分别针对自组网和卫星网的网络特点,对这两种典型的无线多跳网络的路由技术进行深入研究。 1、对卫星网路由技术进行研究。 本文探讨了卫星通信的网络化发展趋势和移动卫星通信系统的系统构成,指出从移动卫星通信系统中分离出来的带有星际链路的卫星星座网络是一种无线多跳网络,简称为卫星网络。在分析了卫星网络路由技术研究现状的基础上,设计了具有自适应性的卫星网路由协议(Satellite network Adaptive Routing Protocol,SARP)以及两种考虑切换问题的LEO卫星网络QoS路由策略。 在SARP协议中,对卫星网络的网络拓扑变化进行了分析,并将之细化为两种类型:一种是周期且可预知的规律性网络拓扑变化;另一种是不可预知的突发性网络拓扑变化。对这两种类型的变化,SARP协议采用了不同的处理策略。SARP协议借鉴离散时间动态虚拟拓扑路由算法(Discrete Time Dynamic Virtual Topology Routing,DT-DVTR)的思想,将周期性、可预知的网络拓扑变化简化为一系列静态拓扑模型,同时使用多路由策略来适应突发性拓扑变化。SARP协议中着重讨论了多路由策略带来的路由环路问题和如何对邻接星际链路进行探测。对SARP路由开销(包括存储开销、带宽开销和处理开销)进行了简要分析,使用NS2对SARP的端到端时延和分组丢失率性能进行了评估,得出结论:相对于DT-DVTR,SARP以增加较小路由开销的代价换取了一定的健壮性,能够有效缓解网络