基于Iridium系统卫星网络路由算法的OPNET建模与仿真
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一种优化的机会网络高效路由算法仿真分析页数:4
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基于 OPNET 卫星通信网络仿真
第二章 LEO/MEO 双层卫星网络模型 .............................................................. 9
2.1 卫星网络的基本概念 ............................................................................................ 9 2.1.1 卫星网络 .................................................................................................... 9 2.1.1.1 卫星星座 ........................................................................................ 9 2.1.1.2 卫星轨道 ........................................................................................ 9 2.1.1.3 星间链路 ...................................................................................... 11 2.1.2 卫星网络与地面网络的差异 .................................................................. 13 2.2 单层卫星网络存在的问题 .................................................................................. 14 2.3 网络的分层体系结构的特点 .............................................................................. 15 2.4 LEO/MEO 双层卫星网络的特点 ........................................................................... 16 2.5 LEO/MEO 双层卫星网络的拓扑结构 ................................................................... 17 2.6 双层网络的详细设计 .......................................................................................... 18 2.6.1 LEO、MEO 轨道参数 ................................................................................. 18 2.6.2 利用 STK 产生卫星轨道数据 .................................................................. 18 2.6.3 LEO/MEO 双层卫星网络 ........................................................................... 22
基于opnet的link16仿真建模及其实现算法
基于opnet的link16仿真建模及其实现算法
OPNET（Optimized Network Engineering Tools）是一款网络仿真软件，可用于建立并仿真各种无线通信系统。
Link 16是一种常见的MIL-STD目录下的无线通信标准，具有抗干扰性能和可靠性强的特点，广泛应用于军事通信中。
在OPNET中建立Link 16仿真模型，需要以下步骤：
1. 建立网络场景
首先需要在OPNET中建立所需的网络场景，包括添加节点、配置节点参数等。
可以通过手动创建节点，或者导入外部系统到OPNET中实现。
2. 定义网络协议
针对Link 16协议，需要在OPNET中创建相应的协议并定义其属性、参数等等。
比如定义媒介访问控制（MAC）协议以及路由协议等。
3. 实现仿真数据传输
仿真中需要实现数据的传输过程，包括数据的生成、传输过程、节点处理等。
具体实现过程需要参考Link 16标准，结合OPNET软件的特性进行实现。
4. 设置仿真参数
通过设置仿真参数，比如仿真时间、节点数量、网络拓扑结构等等，可以控制仿真的规模和效果。
5. 执行仿真并分析结果
完成仿真模型的搭建后，可以执行仿真并分析仿真结果，比如数据的传输速率、网络的稳定性等等。
总之，建立基于OPNET的Link 16仿真模型需要深入理解Link 16标准和OPNET软件的特性，根据实际应用场景进行相应的模型设计和实现。
OPNET网络仿真技术及网络设计
三、基于OPNET的水声通信网络 设计与仿真
三、基于OPNET的水声通信网络设计与仿真
1、建模：首先，我们利用OPNET的建模工具，根据实际水下环境的地理信息、 通信设备、信号传输路径等构建出水声通信网络的模型。
三、基于OPNET的水声通信网络设计与仿真
2、配置参数：在模型建立后，我们需要配置相关的参数，例如信号的传输速 率、信号的功率、噪声的功率等。这些参数的设置对于仿真结果有着直接的影响。
OPNET网络仿真技术及网 络设计
目录
01 一、OPNET网络仿真 技术介绍
02 二、OPNET网络设计
03 三、案例分析
04 四、结论
05 参考内容
内容摘要
随着网络技术的飞速发展，网络设计已成为通信、计算机等领域的重要研究 方向。网络仿真是网络设计过程中的一种重要手段，它通过模拟网络行为，为网 络设计提供可靠的依据。其中，OPNET网络仿真技术是一种广泛使用的网络仿真 工具，本次演示将介绍OPNET网络仿真技术及网络设计。
四、结论
四、结论
本次演示介绍了水声通信网络的特点和挑战，并探讨了如何利用OPNET进行水 声通信网络的设计与仿真。通过建模、参数配置、仿真运行和结果分析，我们可 以对水声通信网络的性能进行全面的评估，为网络的设计和优化提供依据。这对 于提高水声通信网络的性能和稳定性具有重要的意义。
谢谢观看
一、OPNET网络仿真技术介绍
一、OPNET网络仿真技术介绍
OPNET（Optimized Network Engineering Tool）网络仿真技术是由 Caspell公司开发的一款网络仿真软件，它适用于通信网络、计算机网络、广域 网等领域。OPNET网络仿真技术通过建立数学模型来模拟网络行为，具有较高的 精度和可靠性。
基于OPNET的生态网络模型研究与仿真的开题报告
基于OPNET的生态网络模型研究与仿真的开题报告一、选题背景与意义生态网络是指由生物种群、环境、地理元素等因素组成的网络系统，生态网络考虑了自然环境对生物种群的影响、生物群落之间的相互作用和物种的迁移。
生态网络研究已成为生态学和环境科学领域的重要研究领域之一，对于了解自然系统的复杂性、保护生物多样性和维持生态平衡都具有重要意义。
在实际生态网络中，由于物种、环境和地理元素之间的相互作用非常复杂，因此需要在实验基础上进行建模和仿真研究，进而帮助人们更好地理解生态系统的复杂性和动态演化规律。
OPNET作为一种跨领域通用仿真平台，已被广泛应用于计算机网络、通信网络、物联网等领域的仿真研究，具备建模简单、仿真精度高、调试方便等优点。
结合OPNET平台的优势，开展基于OPNET的生态网络模型研究与仿真，对于深入了解生态网络的工作机制和生物群体之间的关系、调节和控制等，具有重要的科学研究和实际应用价值。
二、研究内容及方法本研究的目的是基于OPNET平台，开展生态网络模型的建立和仿真研究，主要研究内容包括：1.生态网络建模：分析生态系统的主要组成部分和相互作用关系，创建生态系统的状态表示和转换模型，并建立与实际生态系统相对应的仿真模型。
2.网络性能分析：对模型进行仿真模拟，分析生态网络的基本性质和特征，包括网络拓扑、物种多样性、谱系结构、生物种群的迁移和交互等方面。
3.性能优化与控制：基于仿真结果，进一步对生态网络进行性能优化和控制，提高网络的可靠性、鲁棒性和可持续性。
为完成以上研究内容，我们将采用以下主要方法：1.文献调研：对生态网络建模和仿真研究的国内外发展现状进行详细调研，总结目前的研究进展和存在问题。
2.模型设计：结合生态网络的特点和实际场景需求，设计生态网络仿真模型，并对模型进行调试和优化。
3.仿真实验：在OPNET平台上开展生态网络的仿真实验，根据实验结果分析生态网络的性能指标，评估模型的有效性和可行性。
基于OPNET的军事通信网络仿真及应用的开题报告
基于OPNET的军事通信网络仿真及应用的开题报告1. 研究背景及意义军事通信网络是现代战争中的关键因素之一，它的规模、结构和性能对作战的效果和结果有着重要的影响。
因此，对军事通信网络的性能研究和优化是十分必要的。
本文将采用OPNET进行仿真研究，探究军事通信网络的优化问题，为实际应用提供支撑。
2. 研究对象与内容（1）研究对象本文将研究军事通信网络的仿真模型，包括网络拓扑结构、数据包传输机制、网络协议等内容。
（2）研究内容本文将主要研究以下几个方面：①军事通信网络的建模与仿真；②军事通信网络的性能分析与评估；③军事通信网络的优化策略及其实现。
3. 研究方法和技术路线（1）研究方法本文将采用仿真实验和数值分析相结合的方法，其中OPNET仿真实验是本研究的核心方法，通过真实的仿真场景进行数据采集以及性能评估，数值分析将发挥一定的辅助作用，帮助更好地理解实验的结果，并结合实验结果进行优化策略的制定。
（2）技术路线本文的技术路线包括以下几个步骤：①网络建模与参数设置；②仿真实验数据采集与处理；③性能评估与分析；④优化决策及实现。
4. 预期成果及贡献（1）预期成果本文的主要预期成果有：①基于OPNET的军事通信网络模型的建立；②军事通信网络性能的仿真实验与分析；③军事通信网络优化的决策与实现；④学术论文及实际应用中的推广和应用。
（2）贡献本文的主要贡献包括：①为军事通信网络的优化提供理论基础和实践指导；②结合OPNET仿真工具，开发出可用于军事通信网络优化的工具；③提出一系列军事通信网络优化策略及其实现方法。
5. 研究计划与进度安排（1）研究计划本文的研究计划包括以下几个阶段：①文献综述阶段：对军事通信网络的相关文献、理论和方法进行综述和总结。
②建模与仿真阶段：基于OPNET开发军事通信网络仿真模型；③性能评估与分析阶段：对仿真结果进行分析，评估军事通信网络的性能表现；④优化决策与实现阶段：提出军事通信网络的优化策略，并进行实现和测试。
基于OPNET的一种导航卫星系统通用仿真模型
基于OPNET的一种导航卫星系统通用仿真模型邵丰伟;龚文斌;姜兴龙【摘要】为了考察装配指向性星间链路的导航卫星系统性能,从导航星座数据通信的需求出发,本文基于软件OPNET设计了一种导航卫星系统通信性能通用仿真模型.该模型可应用于一类装配指向性天线的时分体制导航卫星系统,通过模拟境外卫星信息下传和地面站信息上注等过程,对信息的通信时延进行统计,分析不同星间链路方案设计下的导航系统通信性能.通过对一种星间链路设计方案进行仿真,验证了该导航系统通信性能通用仿真模型的可行性.%To analyze the performance of navigation satellite system equipped with ISL (Inner-satellite link), taking the communication requirements of satellite constellation into consideration, this paper establishes a general simulation model of navigation satellite system based on OPNET. The general model could be applied to a kind of navigation satellite system which is equipped with directional antenna , and simulate the information transmission process to calculate the transmission delay. The communication performance of navigation system using different ISL design could be analyzed and compared. By simulating a typical navigation system , the model is verified correct and reliable.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)014【总页数】6页(P105-110)【关键词】导航卫星系统;仿真模型;星间链路;通信时延;OPNET【作者】邵丰伟;龚文斌;姜兴龙【作者单位】中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;上海微小卫星工程中心上海 201203;上海微小卫星工程中心上海 201203;上海微小卫星工程中心上海 201203【正文语种】中文【中图分类】TN297+.3星间链路技术是全球导航卫星系统的关键技术之一，使用高频段指向性星间链路的导航系统有着更大的通信容量和更强的抗干扰能力，是全球卫星导航系统星间链路的建设趋势[1]，但是这类导航系统对星间链路的设计方案提出了较高要求，星间链路的链路分配策略和路由设计直接决定了导航星座网络通信性能的优劣。
OPNET仿真卫星
北京怡嘉行科技有限公司 support@ 基于OPNET卫星通信网络仿真方案北京怡嘉行科技有限公司2010-5目 录一、卫星组网实例 (3)1 低轨卫星通信 (3)2 基于IP的GEO卫星骨干网 (4)二、SCPS-TP协议验证 (5)三、针对宽带通信卫星的TCP优化 (7)1 TCP协议增强概述 (7)2 针对宽带通信卫星的链路层协议研究 (8)四、卫星TDMA系统仿真案例 (10)一、卫星组网实例卫星组网实例 1 1 低低轨卫星通信轨卫星通信地面站子网中，移动节点与基站之间通过CSMA 链路协议进行通信，当没有卫星进行转发时业务流量存储在基站中；当基站与卫星之间可以通信时数据包通过卫星转发到另一侧地面站。
2 2 基于基于IP 的GEO 卫星骨干网卫星骨干网骨干网包括5颗GEO 卫星，之间通过10G 的激光链路进行通信；负责全球地面网络的转发和中继，地面网络通过基站与骨干网相连；提供的服务：HTTP/E-Mail/Database/VoIP/远程医疗/Military UA V 数据采集等； 可用统计量：可视化显示路由协议及路由域的设置；应用的响应时间；自定制应用("uav_radar_acquisition" and "uav_image_acquisition" ACE Whiteboard)；二、SCPS协议验证SCPS--TP协议验证验证SCPS-TP是空间通信传输协议,可用于卫星网络。
OPNET模型支持SCPS-TP协议的主要特性之一TCP加速开启(TAO)算法。
在启用SCPS-TP的情况下，主动建立连接的一方在发出SYN报文之后，不等待ACK而直接发送数据报文。
SCPS-TP模型还包括一个”Send FIN with Data”的特性，即在最后一个数据报文中启用FIN标志位，而不是像普通TCP一样用一个单独的无数据的TCP报文去发送FIN标志。
LEO卫星网络路由算法的OPNET建模与仿真
网络 仿 真 软 件 ， 出了 本 ＰＥ 提 种 Ｌ Ｏ卫 星 网络 路 由仿 真 模 型 。通 过 局 部 的 调 Ｅ
整， 该模 型能 够仿 真不 同的 星上路 由算法 ， 具有 一定
求 ， 星通 信 网络需 要 具 有 灵活 性 高 和 自适 应性 强 卫
收稿 日期 ：０９０ ． ； 修 回 日期 ：０９０。４ ２０ —１１ ４ ２０ ．２２
Ｌ Ｏ网络 中 的 Ｔ Ｐ协 议 性 能 ， 修 改 工 作 量 巨 大 ， Ｅ Ｃ 但
并且新 的协 议或算 法 的应用 可能导 致模 型 的再次 全
面修 改 。 ． ‘
既带来 一定 困难 ， 又带来 可简化 的条 件 。
为 满 足 日益 增 多 的不 同 用 户 不 同业 务类 型需
王 呜 涛 ，周 诠 ，黄 普 明 ，黎 军
（ 国空 间 技 术 研 究 院 西安 分 院 ，国 家 级 重点 实 验 室 ，西 安 ７００ ） 中 １０ ０
摘
要 ： 由于 Ｏ Ｎ Ｔ没 有 提 供标 准卫 星模 块 和 星 上 路 由器 模 块 ， 给 卫 星 网 络 仿 真 带 来 一 定 难 度 。 针 对 Ｌ Ｏ ＰＥ 这 Ｅ
由于具 有覆 盖 区域 广 、 实现 广播 和 长距 离 传 易
输 的特 点 ， 星通 信 成 为军 用 和 民用 通 信 的重 要 手 卫
段 之一 。随着通 信技术 的发 展和 星上处理 能力 的提
高， 通信卫 星组 网成 为 新 一代 卫 星 通信 系 统 研究 的
热点。
与地面 网络 相 比 ， Ｅ Ｌ Ｏ卫 星 网络具 有 拓 扑 结 构
０ 引 言
尝试 。
但是 ， Ｐ Ｅ Ｏ Ｎ Ｔ工具 没 有 提 供 卫 星标 准 模 块 ， 而 且 由于卫 星 网络 的动 态变 化使得 其提供 的标 准路 由 器模块 和节 点模 块 已不 适 用 于 卫 星 网络 ， 卫 星通 给 信 网络建模 和性 能分 析 带来 一定 的 困难 。文 献 ［ ］ ５ 通 过离散 化有线 链路 的通 断 ， 近似 模 拟 Ｌ Ｏ网络 来 Ｅ 中的切换 和拓扑 结 构 变化 ， 要 在 仿 真 之前 进行 大 需 量 的复杂 运 算 ， 具 有 通 用 性 。文 献 ［ ］ Ｏ Ｎ Ｔ 不 ６ 对 ＰＥ
整， 该模 型能 够仿 真不 同的 星上路 由算法 ， 具有 一定
求 ， 星通 信 网络需 要 具 有 灵活 性 高 和 自适 应性 强 卫
收稿 日期 ：０９０ ． ； 修 回 日期 ：０９０。４ ２０ —１１ ４ ２０ ．２２
Ｌ Ｏ网络 中 的 Ｔ Ｐ协 议 性 能 ， 修 改 工 作 量 巨 大 ， Ｅ Ｃ 但
并且新 的协 议或算 法 的应用 可能导 致模 型 的再次 全
面修 改 。 ． ‘
既带来 一定 困难 ， 又带来 可简化 的条 件 。
为 满 足 日益 增 多 的不 同 用 户 不 同业 务类 型需
王 呜 涛 ，周 诠 ，黄 普 明 ，黎 军
（ 国空 间 技 术 研 究 院 西安 分 院 ，国 家 级 重点 实 验 室 ，西 安 ７００ ） 中 １０ ０
摘
要 ： 由于 Ｏ Ｎ Ｔ没 有 提 供标 准卫 星模 块 和 星 上 路 由器 模 块 ， 给 卫 星 网 络 仿 真 带 来 一 定 难 度 。 针 对 Ｌ Ｏ ＰＥ 这 Ｅ
由于具 有覆 盖 区域 广 、 实现 广播 和 长距 离 传 易
输 的特 点 ， 星通 信 成 为军 用 和 民用 通 信 的重 要 手 卫
段 之一 。随着通 信技术 的发 展和 星上处理 能力 的提
高， 通信卫 星组 网成 为 新 一代 卫 星 通信 系 统 研究 的
热点。
与地面 网络 相 比 ， Ｅ Ｌ Ｏ卫 星 网络具 有 拓 扑 结 构
０ 引 言
尝试 。
但是 ， Ｐ Ｅ Ｏ Ｎ Ｔ工具 没 有 提 供 卫 星标 准 模 块 ， 而 且 由于卫 星 网络 的动 态变 化使得 其提供 的标 准路 由 器模块 和节 点模 块 已不 适 用 于 卫 星 网络 ， 卫 星通 给 信 网络建模 和性 能分 析 带来 一定 的 困难 。文 献 ［ ］ ５ 通 过离散 化有线 链路 的通 断 ， 近似 模 拟 Ｌ Ｏ网络 来 Ｅ 中的切换 和拓扑 结 构 变化 ， 要 在 仿 真 之前 进行 大 需 量 的复杂 运 算 ， 具 有 通 用 性 。文 献 ［ ］ Ｏ Ｎ Ｔ 不 ６ 对 ＰＥ
毕业设计-基于opnet的无线传感器网络qos路由及流量建模研究与仿真[管理资料]
河海大学本科毕业设计（论文）任务书（理工科类）Ⅰ、毕业设计（论文）题目：基于OPNET的无线传感器网络QoS路由及流量建模研究与仿真Ⅱ、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）：（1）搜集/阅读无线传感器网络、OPNET网络仿真等资料文献，熟悉无线传感器网络的基本理论问题，熟悉OPNET网络仿真这个仿真软件。
（2）对无线传感器网络的QoS路由进行了研究分析，定向扩散进行了扩展，利用一种新的QoS路由算法建立网络模型提高网络的生存期。
（3）对OPNET的流量建模机制进行研究分析，然后阐述一种建立无线传感器网络流量模型的方法。
（4）利用OPNET平台对仿真模型进行仿真实验，验证模型的有效性。
（5）总结与展望。
总结前面的工作，展望以后需要进一步展开的工作。
（6）整理论文，完成论文答辩。
Ⅲ、进度安排：～查阅无线传感器网络（WSN）、OPNET网络仿真及相关资料～熟悉OPNET仿真平台～研究分析无线传感器网络的QoS路由算法和OPNET的流量建模机制，提出一种建立无线传感器网络流量模型的方法～对所提模型进行OPNET仿真实验，验证其有效性～整理相关资料，撰写毕业设计论文，准备论文答辩Ⅳ、主要参考资料：【1】王文博，张金文. OPNET Modeler与网络仿真，人民邮电出版社，【2】孙屹，孟晨. OPNET通信仿真开发手册，国防工业出版社，【3】陈敏. OPNET网络仿真，清华大学出版社，【4】孙利民，李建中，陈渝，朱红松. 无线传感器网络，清华大学出版社，指导教师：， 2006 年 3 月 2 日学生姓名：，专业年级：2002级通信工程专业系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）：系负责人签字：，年月日摘要无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，是一种新型的、无基础设施的、自组织的无线网络。
基于OPNET的无线Mesh路由协议分析与仿真的开题报告
基于OPNET的无线Mesh路由协议分析与仿真的开题报告一、研究背景随着移动互联网的快速发展，无线网络逐渐成为人们主要的网络接入方式。
在无线网络中，Mesh网络逐渐成为一个新的研究热点，它通过多个节点之间的协同工作来提供无线覆盖范围更广的网络连接方式，进而解决了传统单纯的基础设施模式无法满足的问题。
但是如何选用合适的路由协议来实现Mesh网络无线传输是一个亟待解决的问题。
因此，本文将基于OPNET平台，分析和比较现有的无线Mesh路由协议，并仿真实现一种适合Mesh网络的路由协议。
二、研究目的本研究的目的在于：1. 研究和分析现有无线Mesh路由协议的特点和优缺点。
2. 设计和实现一种适合无线Mesh网络的路由协议。
3. 基于OPNET平台进行仿真，比较不同路由协议的性能，分析各种协议的适应性。
三、研究内容和方法本研究的主要内容和研究方法如下：1. 分析和比较无线Mesh网络中常用的路由协议，包括Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV)、Dynamic Source Routing（DSR）、Destination-Sequenced Distance Vector（DSDV）和Optimized Link State Routing (OLSR)等，并总结其运作原理、优缺点和适用范围。
2. 根据Mesh网络的特点，设计一种适合Mesh网络的路由协议，包括网络构建、路由选择、拓扑更新等。
3. 在OPNET平台下，建立无线Mesh网络模型，实现所设计的路由协议，并与其他常用路由协议进行性能比较。
4. 对路由协议的性能指标进行评价和分析，如网络拓扑结构、能效、网络吞吐量、延迟等。
四、预期成果本研究预期能够：1. 对目前常用的无线Mesh路由协议进行全面的分析和比较，总结各协议的优缺点和适用范围，为无线Mesh网络的应用提供参考。
2. 设计并实现一种适合Mesh网络的路由协议，该协议具有更好的性能和适应性。
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基于Iridium系统卫星网络路由算法的OPNET建模与仿真李永斌;徐友云;许魁【摘要】With the wide application of Internet and the rapid development of satellite technology,satellite network gradually becomes an important part of the next generation Internet.For the OPNET does not provide standard satellite and satellite router module,certain difficulty is inevitable brought to the simulation of satellite network.In view of the Iridium satellite network,this paper puts forward a kind of OPNET routing simulation model is proposed.The simulation model is mainly composed of satellite network,satellite node domains and routing processdomain,satellite network domain implements the dynamic change of network topology;node domain simulate data generation and sending receiving;routing process domain completes the specific implementation of routing algorithm.To test the performance of the model,the simulation analysis is done on the average routing hop and delay performance of the satellite algorithm routing.Simulation results show that the proposed simulation model is correct and feasible,and of a certain generality,could provide a simple and effective way for satellite communication network performance simulation and analysis.%互联网的普及和空间卫星技术的不断飞速发展,使空间卫星网络技术逐渐成为下一代通信网络的研究热点之一.由于OPNET缺少相应的标准卫星模块,必然使得空间网络的仿真存在一定的难度.针对Iridium系统卫星网络,搭建一种OPNET路由仿真模型.该仿真模型主要由三部分组成:卫星网络域、卫星节点域和路由进程域.卫星网络域构建整体的网络拓扑结构及卫星运行轨迹;节点域模拟数据的生成和收发;进程域完成路由算法的操作.为了检验模型,仿真分析了一种星上路由算法的平均路由跳数与延时性能.仿真结果表明,所提仿真模型与理论研究相符合,且不仅可以通过修改路由进程域实现多种路由算法策略,还可以为后续卫星网络抗毁性能的研究提供一种简单有效的技术手段.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)004【总页数】7页(P707-713)【关键词】卫星网络;STK;Iridium系统;OPNET建模【作者】李永斌;徐友云;许魁【作者单位】解放军理工大学通信工程学院无线通信中心,江苏南京210007;解放军理工大学通信工程学院无线通信中心,江苏南京210007;解放军理工大学通信工程学院无线通信中心,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN927.2近年来，卫星网络技术的蓬勃发展，使卫星网络成为现代通信网络研究的热点之一。
由于建立卫星网络的时间周期长、投入资源大以及网络建成后不易变动等特点，必须在建立网络前对其进行精确的模拟仿真验证。
在本文仿真中，选用STK和OPNET作为卫星轨道参数与卫星网络仿真的主要仿真软件。
STK是一款优秀的卫星轨道仿真软件，对于卫星轨道设计及卫星全球覆盖率仿真性能卓越[1]。
OPNET 作为一款专业的网络仿真技术软件，不仅具有快速独特的三层分层建模方式，而且提供形象的图形界面，便于用户设计使用。
同时，它还可以快速建立网络模型，并随时修改模型，极大地提高了网络建设速率，使得OPNET能够为用户提供真实的网络环境，对预测网络性能作用突出[2]。
根据卫星运行轨道高度，通信卫星可以分为三类：同步轨道卫星GEO、中轨道卫星MEO和低轨道卫星LEO。
GEO卫星虽然具有与地面相对静止和卫星覆盖范围广的优点，但是由于距离地面高度较高，卫星与地面用户之间的传输延时和地面用户端功耗较大，并不适用于实时视频等多媒体业务。
同GEO卫星相比，LEO卫星由于具有较低的轨道高度，使得卫星与地面端传输延时小、地面用户端功耗小等，成为现代卫星通信网络的主要研究点之一。
本文参照Iridium系统[3]，通过STK设计仿真卫星轨道参数，使得卫星全球平均覆盖率达到98%以上。
具体卫星轨道参数如表1所示。
卫星3D视图如图1所示。
2D视图及星下点轨迹如图2所示。
现阶段，大多数星上路由算法的研究主要采用,两种策略——虚拟拓扑与虚拟节点[4-6]。
基于虚拟拓扑策略的算法大都采用分割方法，即通过划分时间片段，将动态的空间卫星网络拓扑看作一系列静态拓扑，通过事先配置路由表，减少路由计算的开销。
划分的时间间隔越小，卫星网络仿真结果越接近实际。
然而，划分的时间间隔越小，卫星静态拓扑结构越多，对卫星储存空间的要求就越高。
同时，由于路由表是事先计算配置的，卫星只需在不同时间点调用相应的路由表，即对星上处理资源要求不高，使得卫星网络不具有实时变化的自适应能力。
基于虚拟节点策略的路由算法由于不需要配置静态路由表，对卫星储存空间要求小，且能够实时依据卫星的当前状态（如链路状态、路由策略以及拥塞）选择路由，具有很强的自适应性。
但是，由于卫星间需要实时动态交互路由信息，路由开销较大，占用星上处理资源较多。
本文针对Iridium系统卫星网络及链路的连接特点，将卫星网络拓扑看作一个静态的虚拟拓扑，采用节点地址的方法，将数据包按照轨道号与同轨道节点号来实现转发，如图3所示。
在研究路由决策策略前，首先对网络中的卫星节点赋予地址。
用〈m,n〉表示卫星节点地址，其中m表示卫星所在轨道面编号，n表示同一轨道面内卫星节点的标号。
节点地址在网络中固定不变，即不会因为卫星的运动而改变。
路由决策策略先在同轨道卫星节点之间传递，后在同节点序号之间传递。
初始阶段不考虑路由策略的优化。
采用本文算法策略既解决了采用虚拟拓扑策略时星上存储空间资源不足的问题，又解决了采用虚拟节点策略的路由算法占用较多星上处理资源的问题。
3.1 模型概述由于OPNET缺少相应的标准卫星模块，必然使得空间网络的仿真存在一定的难度。
本文针对Iridium系统卫星网络，建立了OPNET路由仿真模型。
文章仿真模型主要由三部分组成。
卫星网络域构建整体的网络拓扑结构，通过STK建立卫星轨道，仿真得到详细的卫星轨道信息及轨道文件。
修改轨道文件参数后，通过OPNET网络仿真工具导入卫星轨道文件，从而生成网络域。
节点域通过层次划分模拟卫星节点的通信功能。
路由进程域则使用状态图来描述模块状态实现路由算法。
3.2 OPNET模型3.2.1 卫星网络域卫星网络域是实现仿真分析网络性能的基础，主要功能是实现网络拓扑结构的动态变化，通过STK建立卫星轨道，仿真得到详细的卫星轨道信息及轨道文件；修改轨道文件参数后，通过OPNET网络仿真工具导入卫星轨道文件，从而生成卫星网络域，如图4所示。
同时，构建卫星网络还需要设计星间链路（ISL）。
卫星星间链路可划分为两类：轨间链路和轨内链路[7-8]。
依据Iridium星座系统结构，每颗卫星都可以与其相邻卫星建立四条链路。
同轨道内的链路叫做轨内链路。
同理，在不同轨道面间建立的链路叫做轨间链路。
本文研究选取每颗卫星具有4条链路。
对于本文采用近极轨道面的Iridium星座系统，由于卫星采用均匀分布，卫星之间的相对位置关系基本保持不变（忽略轨道摄动），因此每一颗卫星都可以与其前后两颗卫星建立两条永久轨内链路。
此外，每条轨道卫星分布都相同，在某一时刻，同纬度卫星几乎处于同一纬度线上。
因此，卫星可以和相邻轨道上处于同一纬度的卫星建立左右两条轨间链路。
3.2.2 卫星节点域节点域主要用于模拟卫星节点的通信功能，实现路由算法。
数据的接收和发送则通过四组无线收发信机模块实现，而四组收发信机对应四条ISL链路。
如图5所示，节点域主要包括信源模块、路由模块、MAC模块和无线收发模块。
收发信机，其余模块都具有各自不同的进程域。
图7为信源模块进程域及部分代码。
其中，初始化状态（init）：进程优先进入该状态，为网络进程设置路由相关参数；空闲状态（wait）：进程停留状态，等待下个状态的到来；数据生成状态（output_ data）：负责控制业务数据包的生成。
图8为router模块进程域。
图9为mac 模块进程域及部分代码。
信源模块（Source）模拟业务包的生成；路由算法模块（Route）模拟路由算法的实现与控制；MAC模块则控制数据发往其中一组无线发信机。
无线发射机和无线接收机进行数据的传输处理时，还需要设置调制方式、损耗等，实现模拟真实无线传输环境。
具体设置参数，如图6所示。
3.2.3 路由进程域路由进程域通过有限状态机方法建模，使用状态图来描述模块状态。
在节点域模块中，除了3.3 仿真模型的特点本文提出的基于Iridium系统卫星网络路由仿真模型具有以下特点。
模型采用OPNET三层建模机制，每层分工不同，易于后期路由算法的学习和再次设计。
模型适合于大多数路由算法。
再次设计时，只需替换路由进程域中的算法状态，不必对三层模型做修改，具有一定的通用性。
可在现有模块的基础上，增加或修改相应的节点域和进程域；便于研究分析卫星网络的其他性能。
由于本文采用的是Iridium系统，卫星运行周期约为90 min。
因此，设置卫星运行时间为2 h。
虽然采用了低轨道卫星网络，但与传统地面网络相比，卫星间传输时延仍然较大，而文献[9-10]并没有在平均路由跳数和传输时延上进行研究分析。