空间自组织网络路由协议优化方案

空间自组织网络路由协议：空间自组织网络的路由协议设计是一个关键问题，由于空间环境复杂、误码率较高、延时较大、无全局信息给路由设计带来巨大的障碍。极端的环境限制和无法获得及时的维护，空间路由设计需要分布式处理和本地决策，以实现路由的自治和可重组。

目前空间路由设计主要分为两类：一类基于空间位置属性预测的路由协议，空间自组织网络的实体具有显著的运行规律，由于航天器和天体之间的运动规律是确定的，因此针对航天任务的路由算法与传统的基于预测的地面路由算法具有本质的不同，连接图路由算法在算法中假定链路的连接机会是计划好或者规划好的而不是预测或发现的。利用空间实体的轨道知识提高路由选择质量［23］，文献［24］在测试床的基础上设计Contract Graph Router，能够根据天体运行规律预测实体的运行轨道，因此空间实体具有全局路由的拓扑结构，并在此基础上验证了多条通信比单跳通信具有更好的传输效率。一类通过优化现有协议性能的路由协议，文献［25］中研究了基于DTN的路由协议的最大吞吐量问题，并且考虑了端到端的时变对拓扑结构的影响问题，文献［26，27］基于能量和链路状态设计包的阻塞因子，为拥塞控制策略使用。目前路由研究主要集中于环绕地球的行星轨道的卫星星座、星地网络和飞行编队，上述的路由设计，距离和延时都较短［28，29］。SGR路由［30］协议基于层次结构，分为外部SGR和内部SGR两个部分，前者使用基于位置预测的方向性广播解决不自治域之间的数据传输问题，后者采用接受者初始化按需路由RIRO解决自治域内的数据传输问题。(www.xing528.com)

自组织网络中有两类路由，先验式路由维护全局网络信息，难于在覆盖范围巨大，长延时的空间范围内维护一致的、及时的、准确的路由信息。反应式路由包括按需距离矢量路由协议（AODV）和动态源路由协议（DSR）。AODV记录下一条时间，鉴于空间实体的轨道具有可预期性，因此将下一条的选择与空间实体的物理特性和轨道运行规律相互结合，适合网络规模较大，距离较近的空间网络。DSR中每个节点记录整个路由，因此路由信息结构多于AODV，路由表的维护也应与空间实体的物理特性和轨道运行规律相互结合，适合网络规模稀疏，距离较远的空间网络。巨大的覆盖面积使得实际应用中需要多种路由机制的组合使用。将DTN路由技术应用于Ad Hoc网络的AODV和DSR中，利用“存储、携带、转发”的机制，以及在空间中一些特殊的位置部署转发节点，能够提高数据转发的成功率。进一步将星图识别的导航应用于空间网络路由设计，空间实体通过识别空间星座寻找可达路径，使得空间实体的路由选择具有自主应对环境的能力。