本书是国内外第一本系统介绍卫星通信网路由技术及其模拟的书，取材于国内外的最新资料，针对目前国内对卫星网路由技术的研究需求。本书注意从实际出发，采用读者容易理解的体系和叙述方法，将所要叙述的内容分为独立的三篇，循序渐进地帮助读者全面把握卫星网路由技术的研究热点、发展趋势，模拟工具的选择、使用及其模拟实现，富有启发性。

本书共分三篇，第一篇是卫星通信网及其路由技术，系统阐述了卫星通信技术的发展历程及其相关知识、卫星通信网体系结构与研究热点、卫星网路由技术的分析及其面临的主要问题，全面分析了现有的卫星网路由技术研究成果；第二篇介绍适用于卫星网的模拟工具，包括NS简介与安装、NS脚本语言、NS的离散事件机制和分裂对象机制、卫星节点的模拟、卫星链路的模拟、定时器和分组头、跟踪文件支持以及常用的分析与调试工具；第三篇是卫星网路由技术模拟，详细介绍了DRA路由技术、SGRP路由技术、SDRA-MA路由技术在NS中的模拟实现。

本书概念清晰、选材新颖、内容丰富、体系完整、实用性强，既可作为高等院校相关专业大学高年级学生、硕士及博士研究生的参考用书，对从事卫星通信网络研究的科技人员也有重要的参考价值。

第一篇　卫星通信网及其路由技术

第1章　卫星通信技术　2

 1.1　卫星通信的定义　2

 1.2　卫星通信的发展历程　3

 1.3　卫星通信的基本知识　5

1.3.1　卫星通信使用的频段　5

1.3.2　卫星通信系统的分类　7

1.3.3　卫星通信的特点　8

 1.4　卫星通信系统的组成及工作过程　9

1.4.1　卫星通信系统的组成　9

1.4.2　卫星通信系统的工作过程　10

 1.5　卫星运动的轨道　12

1.5.1　卫星运动的基本规律　12

1.5.2　卫星轨道的分类　13

1.5.3　卫星的摄动　14

1.5.4　轨道形状和卫星速度的关系　15

 1.6　卫星通信系统的应用　19

 1.7　本章小结　22

第2章　卫星通信网体系结构与研究热点　23

 2.1　卫星通信网的体系结构　23

2.1.1　单层卫星网　23

2.1.2　多层卫星网　28

 2.2　基于卫星的通信　30

2.2.1　固定用户之间的通信　30

2.2.2　固定用户与移动用户之间的通信　30

2.2.3　移动用户之间的通信　31

 2.3　几种商用的卫星网介绍　31

2.3.1　Iridium　31

2.3.2　Globalstar　32

 2.4　卫星通信网研究热点　33

2.4.1　组网体系结构设计　33

2.4.2　路由问题　34

2.4.3　传输控制问题　35

2.4.4　安全问题　36

2.4.5　星载网络设备　38

2.4.6　与其他网络的集成　40

 2.5　本章小结　41

第3章　卫星通信网路由技术　42

 3.1　卫星网星座设计技术　42

3.1.1　卫星轨道　42

3.1.2　卫星星座　46

 3.2　卫星网路由技术　48

3.2.1　上/下行链路路由　49

3.2.2　边界路由　49

3.2.3　空间段路由　50

 3.3　卫星网路由面临的问题　50

 3.4　卫星网路由技术分类　53

3.4.1　单层卫星网路由技术　53

3.4.2　多层卫星网路由技术　55

 3.5　本章小结　58

第4章　单层卫星网路由技术　59

 4.1　基于虚拟拓扑的路由算法　59

4.1.1　DT-DVTR算法　59

4.1.2　FSA算法　60

4.1.3　基于快照序列的路由　61

4.1.4　CEMR路由算法　61

4.1.5　ELB路由算法　65

4.1.6　PAR路由算法　68

 4.2　基于覆盖域划分的路由算法　72

4.2.1　覆盖域切换重路由协议(FHRP)　72

4.2.2　概率路由协议(PRP)　73

4.2.3　分布式地理路由算法(DGRA)　74

4.2.4　基于IP的卫星网路由框架(SIPR)　79

 4.3　基于数据驱动的路由算法　84

4.3.1　Darting算法　84

4.3.2　LAOR路由算法　84

 4.4　基于虚拟节点的路由算法　92

4.4.1　LZDR路由算法　92

4.4.2　DRA路由算法　92

 4.5　SDRA-MA路由算法　100

 4.6　本章小结　105

第5章　多层卫星网路由技术　106

 5.1　MLSR路由算法　106

 5.2　SGRP路由算法　115

 5.3　HSRP路由算法　119

 5.4　基于移动Agent的路由　125

 5.5　本章小结　129

第二篇　适用于卫星网的模拟工具

第6章　NS简介及其安装　132

 6.1　卫星网模拟工具　132

 6.2　NS简介　133

6.2.1　NS概要　133

6.2.2　NS的发展历程　134

 6.3　NS的安装　134

6.3.1　Linux环境下的安装　134

6.3.2　Windows环境下的安装　136

 6.4　NS进行网络模拟的方法和步骤　140

第7章　NS脚本语言　142

 7.1　Tcl基本语法　142

 7.2　OTcl　145

7.2.1　OTcl简介　145

7.2.2　OTcl基本语法　146

第8章　NS的离散事件机制和分裂对象机制　149

 8.1　NS的离散事件机制　149

 8.2　分裂对象机制　149

第9章　卫星节点　154

 9.1　卫星节点及其位置　154

9.1.1　卫星节点及其位置的定义　154

9.1.2　卫星节点位置的初始化　156

 9.2　卫星节点结构　157

 9.3　卫星节点的创建　158

第10章　卫星链路　162

 10.1　卫星链路模型　162

10.1.1　SatLinkHead　163

10.1.2　物理层　164

10.1.3　链路层　165

 10.2　卫星链路的建立　166

10.2.1　星际链路的建立　166

10.2.2　星地链路的建立　169

 10.3　卫星链路的切换管理　171

第11章　定时器和分组头　173

 11.1　定时器　173

11.1.1　C++的抽象基类TimerHandler　173

11.1.2　卫星模块中设定一个新的定时器　174

 11.2　分组头　175

11.2.1　与分组有关的类　175

11.2.2　添加新的分组头类型　177

第12章　卫星网的路由　179

 12.1　卫星网络的路由代理　179

12.1.1　数据包的接收和转发　179

12.1.2　路由代理与卫星节点的关系　179

 12.2　路由协议的实现　180

 12.3　卫星网络模拟发送数据的流程　182

第13章　卫星网络的跟踪文件　185

 13.1　对跟踪的支持　185

 13.2　Tcl中的跟踪类　185

 13.3　C++的跟踪类　188

 13.4　跟踪文件格式　188

第14章　常用分析与调试工具　193

 14.1　gawk　193

14.1.1　gawk简介　193

14.1.2　gawk的使用　193

 14.2　gnuplot　197

14.2.1　gnuplot简介　197

14.2.2　gnuplot的使用　197

 14.3　xgraph　204

14.3.1　xgraph简介　204

14.3.2　xgraph的使用　205

14.4　利用gdb调试NS　206

第三篇　卫星网路由技术模拟

第15章　DRA算法模拟　210

 15.1　拓扑搭建　210

15.1.1　节点设计　210

15.1.2　链路分析　212

 15.2　链路切换分析　213

 15.3　路由模块实现　213

 15.4　仿真脚本分析　220

 15.5　仿真结果分析　224

15.5.1　算法性能　224

15.5.2　节点失效对算法的影响　225

 15.6　动画演示　226

第16章　SGRP算法模拟　228

 16.1　拓扑搭建　228

16.1.1　节点设计　228

16.1.2　链路设计　230

16.1.3　拓扑实现　231

 16.2　链路切换设计　233

 16.3　路由模块的实现　240

16.3.1　路由算法主模块实现　240

16.3.2　链路拥塞的实现　243

16.3.3　节点失效的实现　244

 16.4　仿真实现　244

16.4.1　参数设置　244

16.4.2　仿真脚本　244

 16.5　仿真结果分析　247

16.5.1　算法效率　247

16.5.2　链路拥塞对算法的影响　248

16.5.3　节点失效对算法的影响　249

 16.6　动画演示　249

第17章　SDRA-MA算法模拟　250

 17.1　卫星网拓扑搭建　250

17.1.1　卫星节点　250

17.1.2　卫星链路　251

17.1.3　拓扑实现　251

 17.2　移动Agent功能实现　252

17.2.1　移动Agent的实现　252

17.2.2　派遣移动Agent　254

 17.3　路由模块的实现　255

17.3.1　路由算法主模块实现　255

17.3.2　前向移动Agent的创建　256

17.3.3　后向移动Agent的创建　257

17.3.4　移动Agent的销毁　258

17.3.5　移动Agent的迁移　259

17.3.6　移动Agent的信息更新　260

17.3.7　路由表更新　261

17.3.8　下一跳选择　261

17.3.9　转发数据分组　263

17.3.10　丢包类型的设计　264

 17.4　仿真实现　265

17.4.1　参数设置　265

17.4.2　背景流量的实现　266

17.4.3　仿真脚本　269

 17.5　仿真结果分析　271

17.5.1　端到端时延　271

17.5.2　时延抖动　272

17.5.3　网络吞吐量　272

17.5.4　链路利用率　272

 17.6　动画演示　273

参考文献　275