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王小瑞,徐宏,何红杰. 深空光通信网中定向路由算法[J]. 光通信技术,2022,46(5):50-54.

深空光通信网中定向路由算法

王小瑞,徐 宏,何红杰

(郑州轻工业大学 计算机与通信工程学院,郑州450000)

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摘要:为了尽量节省深空光网络节点的能量,提出定向洪泛路由算法(DFRA),该算法根据深空光通信对角度和方位的敏感特性,基于多接口的深空节点模型,将空分复用和频分复用充分结合,支持定向的多跳路由传输,路由寻路的过程中只有部分节点参与。仿真分析结果表明:与传统洪泛路由算法(TFRA)相比,DFRA能够避免TFRA存在的无方向性和盲目性的问题,更加节能,且网络传输时延和时延抖动等性能都优于TFRA方法。

关键词:深空通信;光通信;定向路由

中图分类号:TN929.12 文献标志码:文章编号:1002-5561(2022)05-0050-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.05.009

0 引言

  目前,探月计划的成功促进了我国未来深空探测的发展,许多国家对太阳系内各行星的探索也愈加深入,如何与其它行星间的探测器进行有效通信成为了一个至关重要的问题。一种可行的方案是在深空中部署若干中继节点组成深空光通信网,通过中继转发,使得行星间探测器可以进行有效的数据传输[1-4]。这些由中继节点组成的深空光通信网与空间光通信有相似之处,都具有激光通信的特点,但由于空间网络环境的不同,现有的网络路由技术很难直接应用于深空光网络中。因此,对深空光通信网的路由算法研究是十分必要的。

  深空光网络路由设计面临的挑战有间断连通性、可变的长时延、不对称链路带宽、较高的误比特率以及节点能量有限。极远的传输距离要求系统具备高功率发射机和高灵敏度的接收机[5-6]才能进行有效传输。因此,节点的能量绝大部分用于信号的传输和接收。深空光网络节点的能量有限,将极大的限制网络的生存时间。基于以上分析,在设计深空光通信网路由时,除了以上挑战之外,还应充分考虑激光通信的特点,


3 结束语

  本文针对深空光网络中节点能量有限的特点,并基于多接口的深空通信节点模型,将空分复用和频分复用充分结合,提出了深空光通信网中DFRA。该算法支持定向的多跳路由传输,路由寻路的过程中只有部分节点参与,主要过程是让洪泛路由的过程大体上呈现为有方向地转发数据包,即网络中的节点不是把数据转发给所有的邻居节点,而是只转发到本节点特定的覆盖范围内的节点,使路由过程向着有利于目的节点的方向推进。仿真结果表明:本文提出的DFRA能够避免TFRA中的无方向性和盲目性,更加节能;同时,网络传输时延和时延抖动等性能都优于TFRA。