在立方星组网中搭建合适的通信系统是保证整个系统网络进行正常运作的 基础，而在立方星组网中无线通信网络的路由协议是其通信网络技术关键的问题， 设计适应在空间运行的立方星组网路由技术是真正实现立方星“集群化”协同工 作的技术前提。

本论文主要是依据“南理工一号”的通信技术，为以后开展组网任务对无线 通信网络的路由协议进行调研、研究并验证相关的路由协议。分析立方星卫星组 网的路由技术所要解决的技术问题，并设计优化能够适应立方星组网特点和使用 环境条件的网络路由协议。

本论文一共五个章节，各章节主要内容介绍如下： 第一章是绪论，用以介绍本论文的研究背景和本文所做的学习工作。 第二章是介绍本次课题研究问题的方向，即卫星组网网络中的关键—卫星组

网路由技术。先是对卫星通信网络进行了概述，然后便对卫星网络中的路由技术 进行分类，引出本文所研究的星间通信路由，最后指出卫星组网在网络路由设计 方面所面临的技术难题，也是后面调研学习所要解决问题的方向。

第三章介绍了 Ad Hoc 网络以及对 AODV 路由协议的学习研究。首先对 Ad Hoc 网络的发展和含义进行了简单的介绍，然后通过将几类常见的移动自组网网

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络路由协议进行分析比较，挑选出更适合继续深入研究的 AODV 路由协议，接 着便是对 AODV 路由协议的特点及路由机制进行详细的解析。

第四章主要是对网络仿真软件 NS2 及其基本使用方法的介绍。在对网络仿 真进行介绍的基础上，介绍了调研得到的相关卫星网络模拟软件，并对其进行比 较筛选出合适的仿真软件。之后，简单介绍了 NS2 的发展，为后面能够更好得 使用 NS2 软件，还对 NS2 进行了一定的概述。最后对 NS2 的使用方式进行简单 的说明。

第五章是对在设计的网络环境对 AODV 路由协议进行仿真分析，通过对得 到的数据结果在数据包投递率、平均跳数等路由性能指标方面进行分析，得出对 使用 AODV 协议和进行后续研究工作具有指导意义的结论。

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2 卫星网络与卫星路由

卫星通信网络在通信领域起到了关键的作用，卫星对地球面的广阔覆盖，帮 助人们大大地突破了空间的限制，在全球移动通信网络中的作用无可替代。20 世纪 40 年代中期，卫星通信最先在英国雷达专家 Arthur C．Clarke 的科学设想[2] 中被提及，在其在发表在期刊《Wireless World》的一篇文章中提出用三颗高轨 道（GEO）卫星可以覆盖整个全球，从而实现全球通信。这个科学的预测激励后 来很多科学家去探索实践，真正标志卫星实用于通信的是国际电信卫星组织

（Intemational Telecommunication Satellite Organization，INTELSAT）在 1965 年 发射了第一代通信卫星，用于实现全球通信,主要是一些常规的通信如电话、传 真、电视等[3]。随着卫星通信的实用[4]，卫星通信技术的不断进步，“全球移动通 信”的出现极大地方便丰富了人们的生活[5]，逐渐有了卫星直播，人们可以进行 远程教学、视频等活动。卫星通信一直往网络化方向发展[6]，能够满足多种的业 务需求，数据传输的速率和可靠性越来越高，能实现较大规模的组网并且网络结 构灵活多变。

卫星通信网络的分类方式有很多[7]，这里是根据卫星的运行轨道和卫星网络 结构的不同进行分类介绍。根据卫星运行轨道的不同，卫星通信系统分为同步轨 道通信系统跟异步轨道通信系统。同步轨道（GEO）是指相对地球静止的卫星运 行轨道，异步轨道包含了三种类型的轨道：低地球轨道（Low Earth Orbit，LEO）、 中地球轨道（MEO）和高椭圆轨道（HEO）。同步轨道卫星能够覆盖大约 38.2% 的地球表面，且其相对地球静止的特性使得其在传统通信是主要的通信卫星，但 是不能完全覆盖全球，在数据传输方面时延较长，另外出于发射和维护工作的复 杂和昂贵，迫使引入一些中低轨道的卫星，这样一来可以填补通信的盲区，同时 也可以发挥这类卫星在传输时延短、能量损耗小的优势。这便可以引出另一种卫 星网络分类方式，分为单层卫星通信网跟多层卫星通信网[8]，这是由卫星运行轨 道高度的不同来区分的，单层卫星通信网中的卫星的轨道在同一高度，而多层卫 星通信网中的卫星轨道高度则不一致。不在同一轨道高度，这增加了网络结构的 复杂程度，需要进行不同层卫星网络间的切换，以保证整个网络通信正常。