NO.1 论文简介
卫星网络具有广域覆盖、灵活接入、高可靠等特点，在全球通信、应急救援、导航定位、国防军事等领域具有战略意义，已成为世界大国科技竞争的热点之一。卫星网络是地面网络的有效补充，随着卫星网络通信系统与地面互联网的深度融合，卫星互联网已成为构建全域覆盖、无缝接入空天地一体化网络的重要组成部分。然而，卫星网络具有组网结构复杂、星间链路稳定性差、网络结构和资源高度动态以及空间环境易受干扰等特点，如何保障卫星网络数据传输效率并满足差异化用户服务需求面临新的挑战。
NO.2 主要贡献
（1）设计星地协同软件定义卫星网络双层架构，解耦卫星网络的控制平面与数据平面。以GEO卫星和地面计算中心（GCC，ground computing center）作为控制平面，以LEO卫星作为数据平面。由此灵活管理网络资源，计算全局最优路由策略，缓解星上计算与存储资源受限问题。
图1 星地协同的软件定义卫星网络架构
图2 基于拓扑感知的多业务路由模型
NO.3 研究结论
论文针对软件定义卫星网络中的多业务路由算法设计问题进行研究，分析了各轨道卫星网络的时空覆盖特性，设计星地协同的软件定义卫星网络框架，进而提出了基于拓扑感知的多业务按需路由算法。其中，考虑到卫星网络拓扑的动态特性及用户的差异化服务需求，所提方案先对链路可靠性属性进行细粒度刻画，在此基础上建立多目标按需路由模型，实现对动态拓扑及多元服务的自适应路由。将SDN框架与路由模型进行融合，实现卫星网络资源合理分配及负载均衡。仿真结果表明，所提出的TAODR路由算法改善了端到端时延、丢包率、吞吐量和节点拥塞程度，提供了可靠且满足用户多元业务需求的数据转发路径，高效利用网络资源。在未来，可进一步研究软件定义卫星网络框架中辅控制器GCC的路由预测模型设计，根据用户密度、经济水平、文明程度、业务场景、通信时段等现有数据对卫星网络流量进行符合时空分布规律的建模，生成周期性的路由策略。
NO.4 论文资助
国家自然科学基金（62102302）
中央高校基本科研业务费专项资金（XJSJ23088）
先进通信网全国重点实验室基金（FFX24641X006、 FFX24641X007、BAX24641X002）
NO.5 作者介绍
本团队来自西安电子科技大学通信工程学院，围绕新型融合网络的理论与技术创新开展研究，在新型网络架构、高速互连技术、超大容量光交换芯片、网络协议与性能优化等前沿技术方向取得一系列成果，涵盖卫星网络、数据中心网络、高性能计算网络、分布式AI网络、片上网络等场景。近些年来，团队在国际权威期刊发表SCI论文百余篇，先后承担国家自然科学基金、陕西省重点研发项目等多项科研项目，新型融合网络理论与技术创新团队入选陕西高校青年创新团队。
卢雪玉，女，硕士研究生，研究方向为卫星互联网自适应路由技术。
·引用格式·
卢雪玉, 魏雯婷, 伏丽莹, 刘丽哲, 王冬冬. 基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由(2024) [J/OL]. 西安电子科技大学学报, (2024) [2024-09-20]. https://doi.org/10.19665/j.issn1001-2400.20240904
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https://link.cnki.net/doi/10.19665/j.issn1001-2400.20240904
编辑：许瀚樱
校对：杨 薇
审核：牛姗姗
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