乔塨哲1,杨盘隆1,叶彤2,姚世宸1,付道勇1
摘要: 针对空天地一体化网络中卫星网络易受单粒子效应影响,导致链路中断和服务降级等问题,对面向单粒子效应的卫星网络弹性组网及重构方法进行了研究,旨在提升卫星网络在单粒子效应干扰下的抗毁性与服务可靠性。提出包含天基、空基、地面三层网络的协同弹性架构,及包含备份资源池和备份节点池的弹性资源池,并通过风险感知模块使卫星网络尽早发现故障节点。基于 Walker 网络架构与时间片机制,在 Dijkstra 算法基础上融入路径单粒子效应故障率与链路时延作为权重,提出最小时延及风险的路由规划算法。同时,将单粒子效应引发的故障分为 SEU 导致的 1 级可逆故障与 SEB 导致的 2 级不可逆故障,构建本地检测、邻居校验与地面确认相结合的故障分级检测机制,并提出局部路由修复算法与节点协同补位修复算法,形成分级弹性重构体系。基于铱星星座的STK和NS3联合仿真表明,针对故障节点的检测和重构的时间开销均在系统可接受范围。所提方法在网络出现故障节点后,能够及时对网络进行重构,并将数据包交付率由82.4%提升至97.1%。
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