بخشی از مقاله
بهبود مسيريابي بر اساس کيفيت سرويس در شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پايين
چکيده :در شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پايين به دليل حرکت دائمـي مجموعه ماهواره ها نسبت به زمين همواره فاصله ماهواره هـا نسـبت بـه يکديگر در حال تغيير است . با نزديک شدن ماهواره ها به قطب ها فاصله آنها کاهش و با نزديک شدن به استوا اين فاصله افزايش مي يابـد. درنگاه اول به نظر مي رسد که اين امر مسئله مسيريابي را با مشـکلات زيـادي روبرو مي کند ولي از آن جايي که حرکت ماهواره ها در سرتاسر مسير به طور کامل قابل محاسبه و پيش بيني است مي توان از اين مسئله جهت کاهش مشکلات موجود و بهبود مسيريابي استفاده کرد. در مسـيريابي براساس کيفيت سرويس لازم است پارامترهاي متعددي از جمله ميزان تأخير قابل قبول در تحويل بسته به مقصد و پهنـاي بانـد آزاد خطـوط ارتباطي درنظر گرفته شوند. واضح است که پرداختن به کليه پارامترهاي تعيين کننده در کيفيت سرويس درعمل غير ممکن مي باشد.
دراين مقاله تنها به عوامل تأخير و پهناي باند آزاد خطوط پرداختـه و راه حلي ارائه مي کنيم که در آن بر اساس محاسبه مسيرهاي جـايگزين مختلف و استفاده از ايده مسيريابي انحرافي بسته هاي اطلاعات بسـمت مقصد ارسال مي گردند. اين محاسبات قبل از پياده سازي انجام گرفته و در زمان پياده سازي ، نتايج بصورت اطلاعات ثابت (بعنوان مثال در قالب حافظه فقط خواندني ) به همـراه سـخت افـزار مناسـب تهيـه و در هـر ماهـواره نصـب مي گردد. به ايـن ترتيـب در زمـان اسـتفاده هيچگونـه پردازشي براي محاسبه و يافتن مسـيرهاي اصـلي و جـايگزين صـورت نمي گيرد. بعلاوه جهت تطبيق هرچه بيشتر نتايج محاسبات بـا شـرايط واقعي حاکم بر شبکه بهبودهايي نيز در زمان اجرا در نتيجه محاسـبات صورت مي گيرد که بار محاسباتي اندکي براي ماهواره ايجاد مي نمايد و درمقابل مي تواند بصورت قابل توجهي باعث افزايش کارايي روش ارائـه شده گردد.
کلمات کليدي : ماهواره هاي ارتفاع پايين ، مسيريابي ، مسيريابي مبتني بر کيفيت سرويس ، مسيريابي انحرافي
۱- مقدمه
در شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پايين ماهواره ها بر روي مدارهاي قطبي حول کره زمين در چرخش هستند. اين چرخش با سرعت زاويه اي ثابت و يکساني براي کليه ماهواره ها صورت مي گيرد. در چنين شبکه اي هـر ماهواره بسته به تعريف با تعدادي از ماهواره هاي همسايه خود در ارتباط است که اين ماهواره هاي همسايه ممکن است با ماهواره مورد نظر هـم مدار باشند و يا بر روي دو مدار متفاوت قرار داشته باشند. اگر بـين دو ماهواره همسايه خطوط ارتباطي فرضي درنظـر بگيـريم و آن را پيونـد ارتباطي بين ماهواره اي ١ (ISL) بناميم در اين صورت ايـن پيونـدهاي ارتباطي را مي توان به دو دسته پيوند ارتبـاطي درون مـداري و پيونـد ارتباطي برون مداري يا بين مداري ٣ تقسـيم کـرد. دسـته اول خطـوط ارتباطي بين ماهواره هاي مربوط به يک مدار هستند و طول اين خطوط با حرکت ماهواره ها تغيير نمي کند (زيرا موقعيت ماهواره هاي درون يک مدار نسبت به يکديگر همواره ثابت است ) و دسته دوم خطوط ارتباطي بين ماهواره هاي مربوط به مدارات مجاور است که طول اين خطـوط بـا حرکت ماهواره ها تغيير مي کند.
يکي از مسائل مهم در شبکه هاي ماهواره اي تعريف همسـايه هـاي يـک ماهواره است به اين معني که هر ماهواره با چند ماهواره درون مدار خود و چند ماهواره در مدارات مجاور در ارتباط مستقيم باشد. از آن جـايي که حرکت اين ماهواره ها در مدارات قطبي حول کره زمين صورت مي - گيرد لذا ماهواره ها در يک سمت کره زمين حرکت رو به بالا و در سمت ديگر حرکت رو به پايين خواهند داشـت (مطـابق شـکل ۱) بنـابر ايـن همان گونه که در شکل ۱ مشخص است مدارات ابتـدايي و انتهـايي در مجاورت يکديگر قرار خواهند گرفت که در اين حالت به دليـل حرکـت ماهواره ها در خلاف جهت يکديگر امکان برقراري ارتباط بين آنها ميسر نمي باشد بنابر اين ماهواره هاي موجود در مدارات اول و آخر تنهـا يـک مدار در مجاورت خود دارند و همسايه هاي برون مداري آنها از اعضـاي اين مدار مي باشند.
با توجه به شکاف موجود بين مدارات ابتـدا و انتهـا مـي تـوان مجموعـه ماهواره ها را از حالت کروي به حالت استوانه اي تغيير شکل داد (مطابق شکل ۲) و بر اين اساس واضح است که اگر شبکه ماهواره اي را به شکل توري فرض کنيم ماهواره هاي پايين و بالا با يکديگر ارتبـاط مسـتقيم دارند ولي ماهواره هاي طرفين داراي ارتباط مستقيم نيستند[۱و۲].
راه حل هاي متفاوتي براي حل مسئله مسيريابي در شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پايين پيشنهاد شده است که مي توان آنها را بـه دو دسـته کلـي تقسيم نمود شامل راه حل هاي سنتي کـه در شـبکه هـاي سـيمي بکـار گرفته مي شوند، نظير الگوريتم هاي مسيريابي بردار فاصله ٤ و يا وضعيت ٥ که بدليل عدم استفاده از ويژگي هاي شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پيوند پايين داراي سـربار بروز رساني بالايي هستند[۵] و روش هاي خاص که براي اين شبکه ها ارائه شده اند کـه سـعي بـر ايـن دارنـد بـا توجـه بـه ويژگي هاي اين شبکه ها بدنبال يـافتن مسـيرهايي باشـند کـه بتواننـد کيفيت سرويس را تامين نمايند[۳،۴]. هر چند اين روش ها تا اندازه اي توانسته اند در يافتن مسيرهايي که تـامين کننـده پارامترهـاي کيفيـت سرويس موفق باشند، اما عموماً داراي سربار محاسباتي و ارتباطي بالايي هستند و يا داراي تاخير اوليه اي در مرحله پيدا کـردن مسـير مناسـب هستند.
از آنجايي که تـاخير ارسـال اطلاعـات بـه عنـوان يکـي از مهـم تـرين پارامترهاي کيفيت سرويس در شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پايين عمدتاً ناشي از تاخير انتشار امواج مي باشد و با توجه توضيحات داده شده مبني بر قابل پيش بيني بودن مدارهاي حرکت ماهواره ها و فاصله بين آنها، به نظر مي رسد مي توان راه حل جديدي براي مسيريابي در ايـن شـبکه هـا ارائه کرد که با کم ترين سربار محاسباتي و ارتباطي عمـل مسـيريابي را انجام داد.
ما در اين مقاله با بکارگيري ويژگي شبکه هاي ماهواره اي ارتفاع پايين و الگوريتم هاي مسيريابي کوتاه ترين مسير٦ و مسـيريابي انحرافـي ٧ روش مسيريابي مناسـبي بـراي شـبکه هـاي مـاهواره اي ارتفـاع پـايين ارائـه مي دهيم .
در ادامه در بخش ۲ به بررسي راه حـل هـاي موجـود در ايـن زمينـه و مشکلات هر يک خواهيم پرداخت . سپس در بخش ۳ روش پيشنهادي ارائه مي گردد. در بخـش ۴ راه حـل پيشـنهادي را مـورد ارزيـابي قـرار خـواهيم داد و در انتهـا بخـش ۵ بـه نتيجـه گيـري و کارهـاي آينـده اختصاص داده شده است .
۲- راه حل هاي موجود
راه حل هاي موجود در اين زمينه را مي تـوان در دو گـروه راه حـل هـاي عمومي و راه حل هاي اختصاصي دسته بندي نمود.
۲-۱- راه حل هاي عمومي
روش هاي متداولي که به منظور مسيريابي در شبکه ها سيمي بکار گرفته مي شوند عبارتند از روش بردار فاصله و روش وضـعيت پيونـد. در ايـن روش ها تصميم گيـري درخصـوص انتخـاب بهتـرين مسـير بـر اسـاس پيام هاي مسيريابي که بين گره هاي مختلف رد و بدل مي گـردد انجـام مي پذيرد. وجود اين پيام ها باعث اتلاف بخشي از پهناي باند آزاد شبکه مي شود. اين سربار ارتباطي در شـبکه هـاي مـاهواره اي بـدليل حرکـت دائمي ماهواره ها و تغيير وضعيت پيوندهاي ارتباطي بـين مـاهواره هـا و همچنين بين ماهواره ها و ايستگاه هاي زمينـي نمـود بيشـتري دارد. در اين شبکه ها وضعيت پيوندهاي ارتباطي و ميزان ترافيک موجود در هـر يک از آنها در فاصله هاي زماني بسيار کوتاه تغيير مي کند و لازم اسـت نتايج حاصل از اين تغييرات به سرعت به اطلاع کليه گره ها رسانده شود.
که اين امر باعث مي گردد ميزان پيام هـاي ارتبـاطي در ايـن شـبکه هـا نسبت به شبکه هاي ثابت زميني افزايش پيدا کند. از طرفي با توجه بـه اين که آرايش گره ها در اين شبکه ها بشکل توري بوده به طوري که اين توري به طور کامل و يکجا درحال حرکت است ، دسته بندي ماهواره ها در گروه هاي مختلف بر اساس موقعيت فيزيکي نسبت به ايسـتگاه هـاي زميني غيرممکن و يا دشـوار اسـت . بـه ايـن ترتيـب بکـارگيري روش وضعيت پيوند عملي نيست . به علاوه بدليل شکل توري شـبکه ، نسـبت پيوندهاي ارتباطي به تعداد گره ها در مقايسه با ساير شـبکه هـا مقـدار بالاتري دارد که باعث توليد پيام هاي مسيريابي بسيار بيشتري نسبت به ساير شبکه ها مي گردد.
بنابر اين بکارگيري روش هاي وضعيت پيوند و بردار فاصله در شبکه هاي ماهواره اي مانند آنچه در شبکه هاي ثابت زميني بکـار مـي رود انتخـاب مناسبي نيست .
۲-۲- راه حل هاي اختصاصي
علاوه بر روش هاي فوق ، روش هايي نيز مختص شـبکه هـاي مـاهواره اي ارائه شده است که ويژگي هاي اين شبکه ها را نيز در نظر مي گيرند. يکي از ايده هاي بکار گرفته شده در اکثر اين روش ها ذخيـره (رزرو) کـردن مسير بين مبدأ و مقصد و ارسال اطلاعات از طريق آن مسير مي باشـد.
باتوجه به پويايي بسيار زيادي که در شبکه هاي مـاهواره اي وجـود دارد بکار بردن اين ايده مستلزم پيش بيني بسيار دقيق وضعيت کل ترافيک در زمان هاي آينده است . زيرا پس از جابجايي ماهواره ها و در وضـعيت ترافيکي جديد ممکن است شرايط موجود امکان ذخيـره سـازي مسـير جديد را ندهد و يا اين عمل باعث کاهش ظرفيت ماهواره براي سرويس دادن به ساير درخواست ها گردد. بنابر اين به نظر مي رسد ذخيره سـازي مسير در حد مطلوب در وضعيت هاي مختلف در عمل غير ممکن باشد و يا نياز به نگهداري سوابق بسيار زياد از وضعيت ترافيکي کل مجموعه و انجام محاسبات پيچيده و زيـادي داشـته باشـد. در ادامـه بـه بررسـي اجمالي برخي روش هاي ارائه شده مي پردازيم
۲-۲-۱- روش پيشگويانه مسيريابي بـر اسـاس کيفيـت سرويس
در اين روش سطح کره زمين به بخش هاي مختلف تقسيم مي گـردد و هر ماهواره در هر زمان به تعدادي از اين بخش ها سرويس مي دهد. پس از وصول درخواست ، ماهواره ابتدايي و انتهايي مشخص مي گردند. سپس با تبادل اطلاعات وضعيت پيوندوط شـبکه بـين کليـه مـاهواره هـا، بـا استفاده از يکي از الگـوريتم هـاي محاسـبه کوتـاهترين مسـير (ماننـد Dijkstra) کليه مسـيرهاي موجـود بـين ايـن دو مـاهواره کـه داراي حداکثر تعداد مشخصي (بعنـوان مثـال x) گـام باشـند و از بـين ايـن مسيرها نيز تعدادي مسير که داراي حداقل پهناي باند خالي مشـخص باشند انتخاب مي گردند. اين عمليات به ازاي هر تغيير مکان ماهواره هـا نسبت به مکان استقرار کاربران ابتدايي و انتهايي تکـرار مـي گـردد. در مجموع براي هر موقعيت کاربران و ماهواره ها نسبت بـه يکـديگر يـک مجموعه مسير وجود خواهـد داشـت کـه لازم اسـت از هريـک از ايـن مجموعه ها يک مسير انتخاب گردد. اين انتخاب نيز براساس يـک تـابع هزينه مشخص صورت مي گيرد. به اين ترتيب در هر بـازه زمـاني يـک مسير بين ماهواره هاي ابتدايي و انتهايي ذخيره مي گردد. واضح است که در زمان هاي کوتاه اين عمليات ذخيره سازي بايد تکرار گردد. هرچنـد مسيرهاي موردنياز در هر زمان از قبل پيش بيني شده اند ولـي انجـام عمليات ذخيره سازي مسير مسـتلزم تبـادل پيـام هـاي بسـياري بـين ماهواره هاي موجود در آن مسير است که سرباره اي را بر اين مجموعـه تحميل مي کند. بعلاوه اين عمليات الزاما" همواره موفقيت آميز نخواهد بود. زيرا ممکن است کل مجموعة مسيرهاي پيش بيني شده براي يک بازه زماني خاص در زمان مورد نياز اشغال بود ويا مورد نياز درخواست - هاي ديگر باشند.[۳]
۲-۲-۲- کــاهش زمـان عمليــات تغييــر مـاهواره در مسيريابي براساس کيفيت سرويس
در اين روش نيز ماننـد روش قبـل ابتـدا بـا تبـادل اطلاعـات وضـعيت پيوندوط شبکه بين کليه ماهواره ها و با استفاده از الگوريتم هاي محلسبه کوتاهترين مسير، يک مسير بهينه بين ماهواره مبدا و مقصد تعيـين و ذخيره مي گردد.[۴] سپس با جابجايي ماهواره ها و تغيير مـاهواره مبـدا (يا مقصد) ادامه عمليات بشرح زير خواهد بود:
• درصورتيکه ماهواره جديد که برفراز مبدا (يا مقصـد) قـرار گرفتـه خود عضوي از مسير قبلي برقرار شده بين اين دونقطه باشد بخش ابتدايي مسير بين ماهواره مبدا (يا مقصد) تا اين ماهواره حـذف و بقيه مسير بعنوان مسير بهينه بين دو نقطه باقي مي ماند.
• درصورتيکه ماهواره جديد بخشي از مسير ايجاد شده قبلي نباشـد يک مسير مستقيم (يک انشعاب ) با پهناي باند مورد نياز بين ايـن ماهواره و يکي از ماهواره هاي موجود در مسير قبلي ايجاد مي گردد و عمليات از طريق اين مسير جديد ادامه پيدا مي کند.
• درصورتيکه مسير انشعابي با پهناي باند مورد نياز پيدا نشود مسير
ذخيره شده قبلي بطور کامـل آزاد گرديـده و عمليـات مسـيريابي براي يافتن و ذخيره کردن يک مسير جديد تکرار مي شود.
• اگر جابجايي ماهواره در هر دو نقطـه مبـدا و مقصـد انجـام شـود تلاشي براي يافتن مسيرهاي انشعابي صورت نمي گيرد و عمليـات يافتن يک مسير جديد انجام مي گردد.
در اين روش نيز مي توان به مشکلات زير اشاره نمود:
۱- عمليات تبادل اطلاعات وضعيت پيوندوط شبکه بين کليه ماهواره - ها بمنظور يافتن مسير بهينه اوليه که يک سرباره بزرگ محسوب مي شود همچنان وجود دارد.
۲- يافتن يک مسير انشعابي خود معادل يک مسيريابي کامل در ابعاد کوچک اسـت . بنـابر ايـن يکبـار ديگـر کـل مسـائل و مشـکلات مسيريابي در اينجا مطرح مي گردد. بعلاوه واضح است کـه ايجـاد يک مسير انشعابي سيستم را از بهينگي خارج مي کند. زيرا پس از جابجايي ماهواره ها و انتقال مسير ذخيره شده قبلي به محل ديگر استفاده مجدد از آن مسير به معني انتخاب يـک مسـير طـولاني است که اين امر باعث افـزايش تـاخير و کـاهش آشـکار کيفيـت سرويس مي گردد.
۲-۲-۳- ارسال بسـته آزمايشـي جهـت يـافتن مسـير مناسب
در اين روش يک بسته (Packet) آزمايشي ازطـرف مـاهواره مبـدا در شبکه پخش (Broadcast) مي شود. اين بسته شامل اطلاعاتي از قبيل ميزان تأخير، تعداد ايستگاه ، پهناي باند مسير و ماهواره مقصد مي باشد.
در هر لحظه فيلد تأخير نشان دهنده ميزان تأخيري است که اين بسته ازابتدا تا اين لحظه متحمل شده است . فيلد تعداد ايستگاه نشان دهنده تعداد ايستگاه هاي طي شده توسط اين بسـته از ابتـدا تـاکنون و فيلـد پهناي باند نيز نشان دهنده حداقل پهناي باند موجـود در مسـير طـي شده است . در هر لحظه از سفر اين بسته اگر ميزان تأخير تحمل شـده توسط اين بسته از حد مجاز بيشتر شد درحـالي کـه هنـوز بـه مقصـد نرسيده از ادامه سفر اين بسته جلوگيري بعمل آمده و اين بسته حـذف مي شود. در صورتي که بسته با تأخير قابل قبول به مقصد برسد از طرف مقصد يک بسته بعنوان تأيديه (Acknowledge) بسمت مبدأ ارسال مي گردد. ماهواره مبدأ نيز از روي اطلاعات رسيده به همراه ايـن بسـته جداول مسيريابي خود را بروز مي کند. ممکن است چند نسـخه از يـک بسته از مسيرهاي مختلف به مقصد برسد که در اين صورت با توجه به تعداد ايستگاه هاي طي شده و ميزان تأخير بسته هاي رسيده و براساس يکسري محاسبات مسير بهينه انتخاب مي گردد. [۵] مشکلات اين روش را نيز مي توان بشرح زير عنوان کرد:
۱- ارسال يک بسته آزمايشي براي کليه ماهواره ها باعث اشـغال بخشي از پهناي باند کليه پيوندهاي ارتباطي تا فاصله زيادي از ماهواره مبدأ شده و اين امر باعث تحميـل سـرباره بسـيار زيادي به شبکه مي گردد.
۲- اطلاعاتي که از طريق بسته تأيديه به ماهواره مبدأ مي رسـد مربوط به زمان سفر بسته آزمايشي و بازگشت بسته تأيديـه است بنابر اين در زمان دريافت اين اطلاعـات ممکـن اسـت شرايط موجود (بعنوان مثال ميزان پهناي باند آزاد خطـوط ) تغيير کرده باشد و تصميم گيري براساس اين اطلاعات نتايج مطلوبي دربر نخواهد داشت .
۳- راه حل پيشنهادي
۳-۱- جزئيات روش پيشنهادي
در اين روش فرض بر اين است که شبکه ماهواره اي شامل ۶ مدار قطبي است که در هر مدار ۱۲ ماهواره با فاصله هاي زاويه اي ثابت نسبت بـه يکديگر درحال چرخش حول کره زمين هستند. بـه ايـن ترتيـب کـل شبکه شامل ۷۲ ماهواره مي باشد. بعلاوه فرض مي کنيم که هر مـاهواره با دو ماهواره درون مدار خود (ماهواره قبلي و بعدي ) و دو مـاهواره در مدارات مجاور (نزديک ترين ماهواره در مدارات سمت راسـت و سـمت چپ در صورت وجود هريک از اين مدارات ) در ارتباط است . بنابر ايـن مـاهواره هـاي موجـود در مـدارات ابتـدايي و انتهـايي هريـک داراي ۳ همسايه و ساير ماهواره ها هريک داراي ۴ همسايه مي باشند.
طول هر يک از پيوندهاي بين ماهواره اي بر اساس فرمولهاي زيـر قابـل محاسبه مي باشد:
که درآن ISLH برابر با طول پيوندهاي افقي يا بين مداري ، ISLV برابر با طول پيوندهاي عمودي يا درون مداري ، N تعداد مدارات ، M نصـف تعداد ماهواره ها در هر مدار، R شعاع مدار ماهواره ها و برابر است با عرض جغرافيايي ماهواره اي که ISLH آن محاسبه مي شود.
از آنجا که توپولوژي شبکه ثابت است و وضعيت پيوندها بـا اسـتفاده از فرمول هاي فوق قابل محاسبه است بنابر اين هر ماهواره از وضعيت کـل شبکه آگاهي دارد و مي تواند با الگوريتم هاي محاسبه کوتاه ترين مسير، نظير الگوريتم ديجسترا، کوتاه ترين مسير بين خود و سـاير گـره هـا را تعيين نمايد.
با توجه به اينکه در ارتباط بيسيم ميزان تأخير با فاصه متناسـب اسـت مي توان بجاي ميزان تاخير از فاصله بعنوان تابع هزينه استفاده نمود. اما از آنجا که هر لحظه مسير پيدا شده به عنوان بهترين مسير ممکن است دچار ازدحام يا کمبود پهناي باند شود لذا در صورت نياز لازم اسـت از مسيرهاي جايگزين استفاده کرد. بنابر اين بـا ترکيـب روش مسـيريابي انحرافي [۶ و۷] و روش محاسبه کوتاه ترين مسير ديجسترا مسيريابي در شبکه ماهواره اي را دنبال مي کنيم . در اين روش ارسال اطلاعات بصورت بسته هاي جداگانه صورت مي گيرد و براي اين ارسال هيچگونه مسـيري ذخيره نمي شود. اين الگوريتم بصورت توزيع شده در هـر مـاهواره اجـرا مي شود که مراحل آن بشرح زير است :
۱- يکي از پيوندهاي متصل بـه مـاهوارة مبـدأ را فعـال و بقيـه را غيرفعال (قطع ) در نظر مي گيريم و با اين فرض و با استفاده از الگوريتم ديجسترا کوتاهترين مسير بين ايـن مـاهواره و سـاير ماهواره ها را محاسبه مي کنيم .
۲- قدم را به ازاي کلية پيوندهاي متصل به ماهوارة مبدأ تکـرار مي کنيم به اين معني که هر بار يکي رافعال و بقيه را غير فعال در نظر مي گيريم .
۳- بر اساس هزينه هاي بدست آمده در قدم ۱و۲ براي مسير بـين ماهواره مبدأ و يک مقصد خاص مسيرها را بـر اسـاس هزينـه بصورت صعودي مرتب مي کنيم (مطابق جدول ۱)
۴- مراحل فوق را در بازه هاي زماني يا زاويه هـاي قوسـي کوچـک تکرار مي کنيم تا کل تغييرات مورد نياز در طي مسير مشخص گردد. (دراينجا زاويه ۰.۲ درجه را انتخاب مي کنيم )
۵- در صورتيکه پيوند ارتباطي تـا ايسـتگاه بعـدي (hop بعـدي ) مربوط به بهترين مسير تعيين شده داراي پهناي باند آزاد کافي براي ارسال اطلاعات بود از طريق اين پيونـد اطلاعـات ارسـال مي گردد. در غير اين صورت وضعيت پهناي باند پيوندي که در اولويت بعدي قرار دارد بررسي مي شود و به همين ترتيب .
الگوريتم فوق را در قالب شبه کد مطابق شکل ۳ مي توان ارائه نمود.
اکنون با بکارگيري روش فوق به بررسي مشکلاتي که ممکـن اسـت در اين شبکه رخ دهد مي پردازيم .
۱) ممکن است وضعيت پهناي باند آزاد پيوندها بگونه اي باشد که يک بسته پس از خروج از يک ماهواره (ابتدايي يا مياني ) و پس از طي مسيري از طريق پيوند ديگري به همان ماهواره بـازگردد. درايـن صورت يک حلقه ايجاد شده و ممکن اسـت ايـن بسـته هرگـز از درون اين حلقه نجات پيدا نکند. براي رفع اين مشکل در هر بسته فضايي را جهت ثبت گام هاي طي شده از مبدأ تاکنون درنظر مي - گيريم و آنرا فيلد سابقه مي ناميم . واطلاعات ايسـتگاه هـاي ميـاني طي شده را در اين فيلد ذخيره مي کنيم . و در زمان ارسال مجدد، يک بسته تنها بشرطي براي يک همسايه ارسال مي گردد کـه يـا قبلا" از طريق اين همسايه دريافت شده و يا اينکه ايـن همسـايه تاکنون اين بسته را دريافت نکرده باشد. به اين ترتيـب از ايجـاد حلقه جلوگيري بعمل مي آيد.
شکل ۳ – (الف ) شبه کد عمليات مسيريابي ، (ب )بروز رساني مسيرها و (ج ) ارسال مجدد بسته ها
بايد به اين نکته توجه داشت که هرچه تعـداد ايسـتگاه هـاي طـي شده (تکراري يا غير تکراري ) بيشتر باشد نياز به اطلاعات موجـود در ابتداي فيلد سابقه کمتر مي شود. زيرا آن اطلاعـات مربـوط بـه زمان هاي گذشته بوده و در صورت رجوع مجدد بسته به هريک از آن ايستگاه ها شرايط فعلي پيوندهاي ايسـتگاه باشـرايط آن زمـان متفاوت خواهد بود. لذا مي توان براي فيلد سابقه يک طول حداکثر تعريف نمود و به اين ترتيب از افزايش طول فيلد سابقه جلوگيري کرد.
۲) ممکن است براساس وضعيت پيوندها يـک بسـته در يـک مسـير کوتاه بين دو يا چند ماهواره دچار رفت و آمد دائمي گردد. بـراي جلوگيري از اين مسئله چند ايده مختلف را (که آنهـا را مکـانيزم هاي بهبود دهنده مي ناميم ) مي توان بکار برد:
الف ) کاهش اولويت پيوند خروجي تکراري : دراين حالت اولويـت پيوندي که قبلا" يکبار بسـته از طريـق آن ارسـال شـده در پايين ترين سطح قرار مي گيرد تا امکان ارسـال مجـدد يـک بسته به مسير تکراري به حداقل برسد. براي يافتن پيوندهايي که قبلا" بسته از طريق آنها ارسال شده از فيلد سابقه استفاده مي گردد. از آنجا که ممکن است بسته قبلا" از طريق چندين پيوند اين ماهواره خارج شده باشد، باتوجه به فيلد سابقه ابتدا اولويت قديمي ترين خروجـي بـه حـداقل مـي رسـد سـپس خروجي بعدي و الي آخر. به اين ترتيب در پايان جديـدترين پيوند خروجي کمترين اولويت را خواهد داشت . در ادامه و در بخش ارزيابي اين مکانيزم را با حرف S نشان خواهيم داد.
ب ) تغيير اولويت خط ورودي : در اين حالت اولويت خط ورودي
براساس فرمول زير تغيير مي کند:
(۳)= اولويت جديد خط ورودي
۱- اولويت قديم خط ورودي + اولويت خط خروجي ايستگاه قبلي و درصورتيکه مقدار اولويت جديد خط ورودي بزرگتر از عدد ۴ باشد عدد ۴ به آن نسبت داده مي شـود. در ادامـه و در بخـش ارزيابي اين مکانيزم را با حرف X نشان خواهيم داد.
