基于編碼感知的空間動態(tài)網絡容量優(yōu)化方法研究.pdf

1、空間信息網絡是具有多層結構的長時延、高動態(tài)網絡，同時受到頻譜、軌位、功率等資源的制約，其網絡傳輸容量受到嚴重影響。與傳統(tǒng)網絡節(jié)點存儲轉發(fā)的方式不同，網絡編碼技術在中繼節(jié)點對經過的信息流進行數(shù)據(jù)融合，通過減少信息流的傳輸開銷來增加網絡吞吐量。因此，在進行路由策略設計、帶寬資源分配等工作時，需要傾向于有編碼機會的節(jié)點和鏈路，將這種具有編碼意識的網絡設計方法稱為編碼感知技術。將編碼感知思想融入空間信息網絡的數(shù)據(jù)傳輸和處理過程，并與其他網絡優(yōu)化

2、手段結合，以期在不增加網絡節(jié)點數(shù)量、鏈路帶寬和轉發(fā)器功率的情況下，以可接受的編碼復雜度為空間信息網絡傳輸容量帶來質的提高。本文在網絡編碼的技術框架下，考慮空間節(jié)點運動規(guī)律和鏈路特點，對空間信息網絡傳輸容量優(yōu)化方法進行了探索。著重研究了面向空間動態(tài)網絡的容量分析模型和具有編碼意識的空間路由選擇方法。
　　首先，將圖論中的網絡最大流問題引入到空間動態(tài)網絡中，建立了描述空間網絡容量的數(shù)學模型。以MEO/GEO雙層衛(wèi)星網絡為研究對象，在F

3、ord-Fulkerson方法的基礎上，研究了單信源多信宿有向圖中網絡最大流的求解方法。結合具體場景，探討了影響空間網絡傳輸能力的因素，仿真分析了網絡容量與用戶數(shù)據(jù)鏈路容量、地面最小通信仰角和衛(wèi)星存儲轉發(fā)能力的關系。
　　其次，從容量優(yōu)化的角度，闡述了衛(wèi)星網絡中應用網絡編碼技術的必要性和可行性。當網絡節(jié)點采用隨機網絡編碼和高斯消元譯碼時，仿真結果表明，網絡傳輸容量得到有效提高，為編碼感知技術在空間信息網絡中的應用提供了理論支撐。<