面向任务驱动的动态可伸缩空间信息网络架构设计与优化

来源：电子与信息学报杂志2024年第12期北京时间：

作者：何立军, 贾子晔, 李世银, 汪彦婷, 王丽, 刘磊

单位：1.中国矿业大学信息与控制工程学院 徐州 2211162.南京航天航空大学电子信息工程学院 南京 2100243.西北工业大学软件学院 西安 7100724.西安邮电大学通信与信息工程学院 西安 710121

摘要：现阶段空间信息网络中各卫星子系统各成体系且相互割裂，使得网络呈现封闭、分裂态势，形成严峻资源壁垒，造成空间资源协同应用能力弱以及网络扩展能力低等难题。传统架构设计采用对现阶段空间网络架构的“完全颠覆”的思路，大大增加了实际部署的难度。为此，该文立足于卫星网络现状，采取“按步骤分阶段升级”的思路，促进现有网络架构的演进，从任务驱动角度开展动态可伸缩空间信息网络架构模型研究，实现空间资源在各卫星子系统间高效动态共享，促进空间资源根据任务需求变化而动态高效汇聚。首先，提出分阶段实现的网络架构模型，旨在兼容和升级现有网络架构。随后，介绍核心部件网络资源协调器的详细设计，包括网络结构与工作协议、超帧结构以及高效的网络资源动态分配策略，实现空间数据的高效传输。仿真结果表明，所提网络架构实现了网络资源高效共享，大大提升空间信息网络的网络性能。

关键词：空间信息网络, 网络架构, 资源分配, 数据传输

基金资助：国家自然科学基金(62201463, 61901388)，江苏省自然科学基金(BK20220883)