第1章 概論001

1.1 基本概念和特點(diǎn) 001

1.2 組成和結(jié)構(gòu) 002

1.2.1 空間段 004

1.2.2 運(yùn)控段 004

1.2.3 用戶段 004

1.3 空間信息網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式 005.

1.4 國外研究進(jìn)展 006

1.5 國內(nèi)研究進(jìn)展 018

1.6 發(fā)展趨勢 023

第2章 空間信息網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)025

2.1 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 026

2.1.1 FDMA/DAMA數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 026

2.1.2 MF-TDMA數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 028

2.1.3 衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 032

2.1.4 CCSDSAOS數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 034

2.2 網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議 036

2.2.1 空間信息網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析 036

2.2.2 單播路由協(xié)議適應(yīng)性分析 038

2.2.3 組播路由協(xié)議適應(yīng)性分析 041

2.2.4 典型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由解決方案及優(yōu)化 042

2.3 傳輸層TCP協(xié)議增強(qiáng)技術(shù) 050

2.3.1 TCP流程及傳輸控制機(jī)制 050

2.3.2 TCP在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的適應(yīng)性分析 053

2.3.3 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)TCP增強(qiáng)技術(shù) 055.

2.4 應(yīng)用層協(xié)議增強(qiáng)技術(shù) 064

2.4.1 應(yīng)用層協(xié)議及星上適應(yīng)性分析 064

2.4.2 HTTP協(xié)議及衛(wèi)星適應(yīng)性分析 066.

2.4.3 常用HTTP增強(qiáng)技術(shù) 069

2.4.4 HTTP增強(qiáng)技術(shù)在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計(jì) 076

第3章 CCSDS 空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議079

3.1 CCSDS空間通信協(xié)議歷史 079.

3.2 CCSDS協(xié)議分層 080

3.3 CCSDS空間通信協(xié)議的主要特征 083.

3.4 CCSDS空間通信協(xié)議配置實(shí)例 086.

3.4.1 使用CCSDS定義的分組實(shí)現(xiàn)端到端前向傳送 087

3.4.2 端到端路由的IP over CCSDS .087

3.4.3 端到端前向傳輸?shù)腃FDP088.

3.5 TC數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議089

3.5.1 協(xié)議特點(diǎn) 090

3.5.2 尋址 091

3.5.3 TC服務(wù)的基本類型 092

3.5.4 TC空間數(shù)據(jù)鏈路的功能 093

3.5.5 TC空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元（TC傳輸幀）·095

3.6 TM數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 097

3.6.1 TC傳輸幀 097

3.6.2 TM傳輸幀幀頭 098

3.6.3 TM傳輸幀數(shù)據(jù)域099

3.7 AOS數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 100

3.7.1 基本概念 100

3.7.2 服務(wù) 101

3.7.3 功能 103

3.7.4 底層服務(wù) 105

3.7.5 無SDLS的協(xié)議數(shù)據(jù)單元 105

3.7.6 無SDLS的管理參數(shù) 117

3.7.7 支持SDLS的協(xié)議規(guī)范 118

3.8 Proximity-1數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 119

3.8.1 Proximity-1協(xié)議概述 119

3.8.2 Proximity-1協(xié)議定義的術(shù)語 119

3.8.3 Proximity-1協(xié)議棧 120

3.8.4 各層功能 121

3.8.5 服務(wù) 124

3.8.6 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 125

3.8.7 Proximity-1編碼與同步層協(xié)議 129

3.9 IP over CCSDS 131

第4章 星座設(shè)計(jì)方法133

4.1 星座設(shè)計(jì)目標(biāo)及約束條件 133

4.2 衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)特性 135

4.2.1 衛(wèi)星軌道參數(shù) 135

4.2.2 衛(wèi)星軌道方程 138

4.2.3 衛(wèi)星軌道分類 141

4.2.4 星下點(diǎn)軌跡143

4.3 星座參數(shù) 144

4.4 區(qū)域覆蓋星座設(shè)計(jì) 145

4.4.1 GEO衛(wèi)星 145

4.4.2 IGSO星座 145

4.4.3 24星LEO星座170

4.5 全球覆蓋星座設(shè)計(jì) 174

4.5.1 GEO星座 174

4.5.2 NGSO星座 174

4.6 衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)空間連通及覆蓋特性 194

4.6.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 194

4.6.2 可見性分析 197

4.6.3 覆蓋性分析 199

4.7 衛(wèi)星拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 203

4.7.1 單層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?205

4.7.2 極軌道衛(wèi)星星座 205

4.7.3 傾斜軌道衛(wèi)星星座 207

4.7.4 編隊(duì)衛(wèi)星 209

4.7.5 多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?210

4.8 國內(nèi)外典型星座系統(tǒng) 211

4.8.1 低軌道衛(wèi)星星座系統(tǒng) 211

4.8.2 中軌道衛(wèi)星星座系統(tǒng) 214

4.8.3 GEO軌道衛(wèi)星系統(tǒng) 216

第5章 加權(quán)代數(shù)連通度*大化空間信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒?18

5.1 引言 218

5.1.1 加權(quán)代數(shù)連通度的概念 218

5.1.2 研究現(xiàn)狀 219

5.2 系統(tǒng)模型 221

5.3 問題描述 222

5.3.1 網(wǎng)絡(luò)初始化問題 222

5.3.2 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題 224

5.3.3 松弛問題的半正定規(guī)劃形式 225

5.4 基于矩陣攝動的啟發(fā)式貪婪算法 225

5.4.1 網(wǎng)絡(luò)初始化問題中的邊移除算法 226

5.4.2 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題中的邊增加算法 227

5.4.3 算法復(fù)雜度分析 228

5.5 仿真結(jié)果及分析 228

5.5.1 仿真環(huán)境設(shè)置 228

5.5.2 網(wǎng)絡(luò)初始化中邊移除算法仿真 228

5.5.3 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中邊增加算法仿真 232

5.6 小結(jié) 233

第6章 *小生成樹空間信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品椒?34

6.1 引言 234

6.1.1 *小生成樹的概念 234

6.1.2 研究現(xiàn)狀 235

6.2 系統(tǒng)模型 236

6.3 問題描述 237

6.4 分布式*小生成樹算法 237

6.4.1 生成樹的構(gòu)建 238

6.4.2 鏈路平均權(quán)重*小化 241

6.4.3 算法復(fù)雜度分析 242 6.5 基于*小生成樹的節(jié)點(diǎn)連通度優(yōu)化算法 242

6.5.1 算法描述 242 6.5.2 算法復(fù)雜度分析 244 6.6 仿真結(jié)果及分析 244 6.7 小結(jié) 249

第7章 空間信息網(wǎng)絡(luò)多址接人技術(shù)250

7.1 引言 250

7.2 多址方式分類 250

7.3 空間信息網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對多址接入的影響 251

7.4 空間信息網(wǎng)絡(luò)多址接入技術(shù) 252

7.4.1 基于競爭的分布式接入控制多址方式 252

7.4.2 基于無沖突的集中式分配多址接入方式 255

7.4.3 混合型多址接入方式 258

7.5 多址技術(shù)系統(tǒng)容量 262

7.5.1 FDMA多址系統(tǒng)容量 263

7.5.2 TDMA多址系統(tǒng)容量263

7.5.3 CDMA多址系統(tǒng)容量 264

7.5.4 純ALOHA協(xié)議的系統(tǒng)容量 265

7.5.5 MF-TDMA多址系統(tǒng)容量 269

7.5.6 NOMA多址系統(tǒng)容量 269

7.6 小結(jié) 270

第8章 星上激光/微波混合交換技術(shù)273

8.1 星上電交換技術(shù) 275

8.1.1 透明轉(zhuǎn)發(fā)方式 275

8.1.2 星上ATM交換 275

8.1.3 星上IP交換 276

8.1.4 星上MPIS交換 277

8.1.5 星上電突發(fā)交換 277

8.2 星上波長交換技術(shù) 278

8.3 星上光突發(fā)交換技術(shù)280

8.3.1 基本原理 280

8.3.2 基于報(bào)文突發(fā)交換技術(shù)的星上交換方式 284

8.3.3 基于Round-Robin的星上光突發(fā)交換混合門限組裝算法 285

8.3.4 基于突發(fā)流的衛(wèi)星突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留算法 293

8.3.5 基于突發(fā)流的星上光交換核心節(jié)點(diǎn)信道算法299

8.4 星上混合交換技術(shù) 302

8.4.1 混合交換概述及應(yīng)用情況 302

8.4.2 星上混合交換需求分析及研究現(xiàn)狀 307

8.5 星上交換所面臨的難題與挑戰(zhàn) 309

第9章 混合鏈路中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度方法312

9.1 混合鏈路中繼衛(wèi)星系統(tǒng)資源調(diào)度原理 312

9.1.1 中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)基本組成 312

9.1.2 混合系統(tǒng)資源調(diào)度特點(diǎn) 314

9.2 混合系統(tǒng)靜態(tài)初始資源調(diào)度模型 315

9.2.1 數(shù)據(jù)中繼業(yè)務(wù)分類 315

9.2.2 靜態(tài)調(diào)度模型參數(shù)定義 315

9.2.3 多目標(biāo)約束規(guī)劃模型 316

9.3 多目標(biāo)優(yōu)化方法 317

9.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化基本原理 317

9.3.2 多目標(biāo)問題求解方法 319

9.3.3 優(yōu)化搜索算法 321

9.4 基于先驗(yàn)信息的靜態(tài)初始調(diào)度算法 322

9.4.1 基于偏好信息的多目標(biāo)優(yōu)化策略 322

9.4.2 改進(jìn)小生境遺傳算法設(shè)計(jì) 324

9.4.3 基于時(shí)間窗口更新的調(diào)度優(yōu)化策略 324

9.4.4 基于精英保留的自適應(yīng)小生境遺傳算法 326

9.4.5 調(diào)度算法性能 329

9.5 多目標(biāo)優(yōu)化的靜態(tài)資源調(diào)度方法 332

9.5.1 基于Pareto 優(yōu)化解的多目標(biāo)搜索策略 333

9.5.2 改進(jìn)NSGA-的優(yōu)化算法設(shè)計(jì) 334

9.5.3 仿真設(shè)計(jì)與性能分析 337

9.6 混合鏈路中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)搶占式快速動態(tài)資源調(diào)度方法 340

9.6.1 混合鏈路中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)動態(tài)資源調(diào)度模型 341

9.6.2 搶占式快速動態(tài)調(diào)度算法 343

9.6.3 基于理想解的多目標(biāo)決策處理 346

9.6.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析 348

9.7 基于多目標(biāo)蟻群算法的數(shù)據(jù)續(xù)傳資源調(diào)度算法 352

9.7.1 混合鏈路數(shù)據(jù)續(xù)傳約束規(guī)劃模型 352 、9.7.2 基于多目標(biāo)蟻群算法的模型求解 · 354 9.7.3 多目標(biāo)蟻群算法設(shè)計(jì)355

9.7.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析 357

9.8 小結(jié) 362

參考文獻(xiàn) 363

附錄 主要英文縮寫 380

索引 385