A Routing algorithm for low earth orbit satellite networks

Abstract

ÖZET YERE YAKIN YORUNGELI UYDU A?LARI İÇİN BİR YOL ATAMA ALGORİTMASI Cantekin Dinçerler Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans Tez yöneticisi: Doç. Dr. Erdal Arıkan Temmuz 1995 Bu çalışmada yere yakın yörûngeli uydu takımlarının geometrik özellikleri ele alınır ve önerilen bir yol atama algoritması için bir uydu ağının başarımı ince lenir. Eşeğimli uydu takımlarının eniyi eğimi ve katsıklık bileşeni bir uydunun kaplama alanının enküçük yarıçapı dikkate alınarak bulunur. Yükseklik ise bu yarıçap ve görüş açısının büyüklüklerine göre belirlenir. Algoritma, uydu ağının geometrik yapısının düzgünlüğü kullanılarak, bir birlerine sürekli bağlantılı olan uydu grupları oluşturmayı önerir. Böylece uydulararası bağl anırlık bilgisine ihtiyaç kalmamaktadır. Böylesine bir grup, bir düğüm ve onun dört komşusundan oluşur. Bu komşuluk ilişkisi zamanla değişmeyen bir ilişkidir ve söz konusu olan düğüm sadece bu dört komşusu ile haberleşir. Böyle bir uydu ağının kuyruk çözümlemesi paket ve ses trafiği için yapılır ve sonuçlar benzetim sonuçlarıyla mukayese edilir. Çözümleme yapılırken trafiğin düğümlere düzgün ve eşit olarak dağıtıldığı varsayılır. Önerilen algoritmanın yeryüzünde oluşturulan trafik dağılımı için benzetimi yapılır. Bu şekilde oluşturulan bir trafik dağılımının, uydu ağının başarımı üzerindeki etkisi gözlemlenir. Anahtar Kelimeler : yere yakın yörûngeli uydu sistemleri, eşeğimli uydu takımları, uydu ağları, başarım çözümlemesi, yol atama iv

ABSTRACT A ROUTING ALGORITHM FOR LOW EARTH ORBIT SATELLITE NETWORKS Cantekin Dinçerler M.S. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Erdal Arıkan July 1995 In this study, we consider the geometric aspects of low earth orbit (LEO) satellite constellations and investigate the performance of a satellite network that uses our proposed routing algorithm. The optimum inclination and harmonic factor of rosette constellations are obtained by considering the minimum coverage radius of a satellite. Actual altitude is determined by this radius and the specified elevation angle. The algorithm uses the uniformity of the geometric structure to form a continuously connected group of nodes in the network which renders global intersatellite connectivity information insignificant. Each group, consisting of a node and its four neighbours, does not change with time and a stationary network structure is obtained by allowing each node to communicate only with its neighbours. Queuing analysis of the network is made for both packet and voice traffic. Simulation results are then compared to analytical results derived from uniform and equal traffic distribution. The proposed algorithm is simulated in a scenario in which sources, desti nations, and gateways on the earth form the global traffic. We examine the effects of such a distribution on the performance of the network. Keywords : low earth orbit satellite systems, rosette constellations, satellite networks, performance analysis, routing m