立方星无中心自组网络数据链路层协议研究(2)
1.2 国内外研究现状1.2.1 QB50 计划QB50 项目主要目的是验证利用低成本火箭发射一个大型卫星网络的可行性。该项目由50 颗2U 立方星构成， 分别由全球 50所大学负责， 国内共有6 所大学， 南理工就是其中之一。QB50 卫星主要进行针对低大气层的科学研究。如果发射50 颗达到工业标准的卫星进行组网工作，其费用不菲，因此利用成本低的立方星开展研究则是较好的解决方案。QB50 计划主要内容为利用 50颗立方星来研究低大气层大气（90-320km）在不同时空情况下的相关环境参数。同时，QB50 计划还在部分特定的卫星上进行以下技术研究：（1）在一个 2U立方星上配置隔热层，研究卫星再入大气层技术；（2）在一个 2U立方星上进行卫星和 GENSO地面站数据连接质量的监控测试；（3）在三个 2U立方星之间进行组网通信试验（GAMA 卫星） ；（4）在一个 3U立方星上研究监测大气层和空间环境技术；（5）在一个 3U立方星上测试 GPS信号；（6）在一个 3U立方星上进行失重环境下的生物学试验；（7）在一个 3U立方星上进行卫星碎片分布试验；（8）在两个 3U立方星上安装了微型推力设备的之间进行编队飞行试验。
1.2.2 HumSATHumSAT项目是一个国际教育倡议，目的是建设纳卫星星座，为通信基础设施缺乏的地区提供全球通讯能力：它的首批发起者是：西班牙维戈大学，美国加州理工，墨西哥国立自治大学和联合国区域空间中心。HumSAT项目目标是部署一个全球CubeSats（立方星）星座，配合相关地面基站和用户端，提供电子通信服务，用以支持人道主义紧急通信，检测气候变化等活动。该系统提供数据接力服务用以连接分布在全球的传感器。它包含两种类型的传感器：单向传感器传输信息到远程用户，双向传感器则支持传出和接受用户的信息。这些传感器传送的数据包括是远程医疗数据，环境监测信息或人道主义紧急情况的报告。HumSAT系统由 3个部分组成：-空间部分，一个由标准立方星组成的小卫星星座；-地面部分，由分布在各地的地面基站和立方星任务控制中心组成；-用户部分，包括只能发射单向信息的低成本设备，或者能够双向通信的高级设备。
1.2.3 GEOID 计划GEOID计划由国际空间教育部（ISEB)发起,目的是促进其成员机构研究交流，除了欧空局之外，还包括加拿大空间局（CSA） ，日本宇航局（JAXA)，美国宇航局（NASA）和法国空研究中心（CNES） 。作为 GENSO网络运行的欧洲部分，欧空局教育厅指派 Vigo 大学负责 GENSO系统在欧洲的运行和维护。该计划包含以下项目：（1）建立空间运行基础设施以进一步验证 GENSO计划的可行性；满足立方星组网运行的需求。但是卫星群组网方式和星间数据交互与地面网络又具有以下几个显著差异:(1)网络拓扑结构周期性变化:卫星网络中的各个卫星会沿预定轨道以预定姿态运行， 这使得卫星模块不会处在固定的空间位置上，而是随时间不断变化无线网络链路结构；(2)空中传播时延不同:立方星网络中，各个节点沿着各自轨道运行，在编队形成或者编队形态变化时，节点的通信距离可能出现大距离的变化，达到十几千米，在地面网络中MANET 节点与之相比距离较近，故立方星系统的空中传播时延远远大于地面网络;(3 )网络模块多种多样:在卫星组网中信息的获取、处理、传输、存储和分发等任务由各小卫星承担，这样在执行任务中，信息可能既通过某卫星上简单的摄像设备，也通过另一颗卫星的星载计算机系统，这样在信息的存储或交互上更加的复杂。地面组网与星间组网具有很高的相似性，但是星间组网又具有自身独有的特点，基于以上分析，通过参照地面网络的组网协议，结合立方星运行和执行任务的要求研究符合立方星组网的 MAC 协议，对立方星网络系统的研究具有重要的意义。