CN101106416A

CN101106416A - 面向连接的星载路由交换系统通信方法

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Publication number: CN101106416A
Application number: CNA2007101177899A
Authority: CN
Inventors: 张军; 张涛; 康政
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2027-06-25
Also published as: CN100521580C

Abstract

面向连接的星载路由交换系统通信方法：(1)对于进入星载路由交换系统的MAC帧，首先根据CID(连接标识)判断该帧为初始接入帧、管理帧还是业务帧；若为初始接入帧，星载路由交换系统将为该用户分配管理CID，并生成回复消息；用户收到信息后，将使用该管理CID与卫星进行信息交互；若为管理帧，则进行如下操作：判断该MAC帧的具体内容，分别进行能力协商请求、入网请求、业务连接请求和业务切换请求的处理；若为业务帧，对业务CID进一步判别，该业务是域内通信还是域间通信，并分别进行业务处理；(2)当接口单元端口收到网络层传来的数据包后进行提取MPLS标签或目的IP地址等处理。本发明通过连接标识为不同的业务构建不同的逻辑信道，实现按不同逻辑信道保证其QoS接入处理，可有效地保证不同业务的QoS，同时提高了系统的灵活性与可扩展性，降低了复杂度。

Description

面向连接的星载路由交换系统通信方法

技术领域

本发明涉及一种应用于航天信息领域的路由交换通信方法，尤其是一种应用于宽带通信卫星的面向连接的基于IP/MPLS的星载路由交换系统通信方法。

背景技术

天基信息网络是一种以卫星网络(天基)为主，融合空地信息，由不同轨道上多种类型的卫星系统，按照空间信息资源的最大有效综合利用原则，互通互联，有机构成的智能化体系。该网络综合了多种航天信息系统，具有自主的信息获取、存储、处理及分发能力，能与陆、海、空基的信息系统互联，实现信息的多元、立体共享，成为下一代移动通信(4G)和国家信息高速公路的重要组成部分。

星载路由交换系统是天基信息网络的关键技术之一，是实现天基信息网络多媒体通信的基本技术。其主要功能包括：卫星节点对地面移动用户的无线接入，卫星节点间的自主路由以及卫星节点上信息的高速交换等，是现代航天技术与移动通信技术和网络路由交换技术相结合的产物。

目前已经运行的移动通信系统主要有Motorola公司的铱Indium系统和苏拉空间通信公司的全球星Globalstar系统，这些系统主要针对传统的语音业务，采用基于电路交换的体制，是典型的窄带语音通信系统，具有支持的业务带宽小，很难同时支持数据等多种业务，网络资源利用率低等缺点。这些问题在2000年以后表现得更为突出，导致多种宽带卫星系统方案的出现。

现有的宽带卫星系统主要采用卫星ATM技术，该技术无法与目前广泛使用的基于IP的Internet网有效兼容，且存在：(1)对多播支持困难；(2)对于拓扑频繁变化的卫星网络，ATM复杂的信令系统难以适应，信令开销巨大；(3)信元头开销过大，带宽利用率不高等缺点。因而许多研究者又把目光转向卫星IP技术，该技术可提供与地面Internet网的无缝连接，且实现简单，具有很好的应用前景，但需要解决网络业务的QoS保证和网络流量工程等问题，与地面网络情况相似，星载IP/MPLS交换系统是解决上述问题的有效途径。

目前地面网络中IP/MPLS交换技术已经很成熟，但由于移动卫星具有多波束设计、移动无线接入、星上处理资源受限以及网络拓扑动态等特点，这使得地面成熟的IP/MPLS交换技术无法有效应用于卫星网络。所以需要研究一种适合于卫星的IP/MPLS交换系统。

此外，现有的宽带卫星系统是基于地面3G系统改进发展而来，利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法可为不同的业务提供很好的QoS保证，但是仍然使用物理信道、逻辑信道映射方式接入，主要针对话音业务和基于ATM交换的分组业务，对有多QoS需求的IP业务支持不佳，无法适用于基于IP交换、支持多QoS需求的星上载交换机。

卫星无线接入技术的研究现在才刚刚起步，国外卫星无线接入技术一般都是基于地面技术进行改进发展而来，而地面的无线接入技术已经比较成熟。

目前比较典型的地面无线接口标准主要有以下几种：(1)陆基移动通信，即2G/3G标准，利用复杂的逻辑信道解决多用户接入问题，系统设计与实现复杂度高，灵活性差，且在保证业务不同的QoS要求方面能力不足。(2)无线局域网(WLAN)，即802.11系列标准，主要针对局域网无线接入，覆盖范围小，同时接入用户数少，且不具有QoS保证能力。(3)无线城域网(WMAN)，即802.16标准，主要针对宽带无线接入，具有很好的QoS保障，能够为不同业务提供区分服务，满足不同业务的传输需求。

802.16技术采用连接标识(CID，Connection Identifier)来区分不同用户的管理控制消息和业务，通过CID构成了不同的逻辑信道，是一种面向连接的无线接入技术。与2G/3G技术中物理信道与逻辑信道之间复杂的映射相比，其无线接口的设计与实现得以简化，灵活性更高。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种面向连接的星载路由交换系统通信方法，该方法通过连接标识CID为不同的业务构建不同的逻辑信道，实现按不同逻辑信道保证其QoS接入处理，有效地保证不同业务的QoS，同时提高了系统的灵活性与可扩展性，降低了复杂度。

本发明的技术解决方案：面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于步骤如下：

(1)对于进入星载路由交换系统的MAC帧，首先根据连接标识CID判断该帧为初始接入帧、管理帧、还是业务帧；

a.若为初始接入帧，当星载路由交换系统接收到带有公用CID的MAC帧后，将为该用户分配管理CID，并生成回复消息；用户收到信息后，将使用该管理CID与卫星进行信息交互；

b.若为管理帧，则进行如下操作：

①判断该MAC帧的具体内容；

②若为能力协商请求，星载路由交换系统将生成能力协商回复信息下传给该用户，与用户间完成基本能力协商；

③若为入网请求，星上路由交换系统将其转发给关口站，进行入网注册；

④若为业务连接请求，星载路由交换系统将完成该业务连接的建立；

⑤若为业务切换请求，星载路由交换系统将完成该业务的切换处理；

若为业务帧，对业务CID进一步判别，该业务是域内通信还是域间通信，并分别进行业务处理；

(2)当接口单元端口收到网络层传来的数据包后，将进行如下处理：提取MPLS标签或目的IP地址，然后查询该用户接口单元的下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表；若查询成功，则得到下行业务CID号，利用该业务CID号生成MAC帧，然后送往下行至物理层，并利用下行业务CID物理信道映射表得到相应的业务信道，将数据发送给相应的接收用户；若查询不成功，则利用目的IP地址，查询管理CID用户IP地址映射表，得到该目的终端的管理CID号，然后利用该管理CID号生成MAC帧，送往下行至物理层，并利用公用信道将数据发送给相应的接收用户。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明可为星上通信系统提供有效的QoS保障能力，具体表现为：

a.针对星地无线用户接入，在链路层上采用面向连接的无线接入方式，通过连接标识为不同的业务构建不同的逻辑信道，实现按不同逻辑信道保证其QoS接入处理；

b.针对卫星网络组网特点，在网络层上采用MPLS信令控制方式，保证业务的QoS传输；

c.针对卫星多波束特点，对于接入的业务通过CID区分是否域内通信，并对域内通信实行快速交换，提高系统整体的QoS保障能力。

(2)采用连接标识(CID，Connection Identifier)来区分不同用户的管理控制消息和业务，通过CID构成了不同的逻辑信道(即给每个业务分配一个CID，在星载路由交换机上，通过该CID区分和识别该业务，并给于相应的处理，避免链路层与物理层复杂的信道映射，从而屏蔽具体物理层技术对星载交换机设计的影响，提高方案设计的灵活性与可扩展性，降低复杂度)，使得无线接口的设计与实现得以简化，避免链路层与物理层复杂的信道映射，从而屏蔽具体物理层技术对星载交换机设计的影响，提高方案设计的灵活性与可扩展性，降低复杂度。

附图说明

图1为本发明中的星载路由交换系统功能结构图；

图2为本发明中的星载路由交换系统实现流程图；

图3为本发明的实现流程图；

图4为本发明中的入网请求处理流程图；

图5为本发明中的业务连接请求处理流程图；

图6为本发明中的卫星小区示意图；

图7为本发明中的切换请求处理流程图；

图8为本发明中的MAC帧处理流程图；

图9为本发明的网络数据包处理流程图。

具体实施方式

本发明方法中采用的星载路由交换系统主要完成天基移动系统卫星节点数据链路层和网络层对应的功能，完成相应的注册、业务建立以及业务传输处理等功能，其功能结构图如图1所示，其中用户链路接口单元完成用户的接入控制与用户信息处理，馈线链路接口单元完成星地馈线链路点对点通信，星间链路接口单元完成星间馈线链路点对点通信，主控路由交换单元完成路由交换的功能。

如图2所示，本发明方法所采用的星载路由交换系统是通过维护如下6张映射表来具体实现面向连接的无线接入技术和MPLS/IP路由交换技术。针对卫星多波束无线通信和每个波束覆盖广大地区的应用背景，因此每个波束对应一个用户链路接口单元，负责波束内用户的接入与数据处理。这6张映射表如下：

(1)用户接口单元下行业务CID物理信道映射表，实现了下行MAC信息快速获得物理信道的功能，存在于每个用户链路接口单元中。该表可将MAC帧与具体物理信道的绑定，将星载交换机与具体物理信道隔离，提高了系统的可移植性。

(2)用户接口单元管理CID用户IP地址映射表，存在于每个用户链路接口单元中。该表为每个开机注册用户分配对应的管理CID，用来管理这些用户，同时为这些用户的信令传输提供相应的CID号，还可为突发业务，如短信等提供快速接入的CID号。

(3)用户接口单元业务CID业务CID转发表，存在于每个用户链路接口单元中。该表为同一域内(指的是同一波束下)通信的业务提供快速的链路层交换，若某业务为同一或域内的通信，则当卫星接口单元收到该业务的MAC帧后，将查询该表以获得相应的目的CID，并以此为依据进行链路层帧交换，即将该帧的源(上行)CID号用该表项中对应的目的(下行)CID号置换，并将该帧下行发送。

(4)用户接口单元上行转发表，存在于每个用户链路接口单元中。上行数据包查此表进行快速交换。用户接口单元接收到上行业务MAC帧，如果不是链路层帧交换的业务，则将MAC帧组成IP/MPLS包，并查询用户接口上行转发表进行快速转发。

(5)用户接口单元下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表，存在于每个用户链路接口单元中。用户接口单元接收到下行数据后，通过其IP地址或MPLS标签得到下行业务CID号，该实现了MAC帧与网络层地址的绑定，将星载交换机中链路层和网络层功能分离。

(6)主控路由单元内的路由表实现逐跳路由，主要针对突发性业务。

本发明中采用连接标识CID(Connection Identifier)来区分不同用户的管理控制消息和业务，通过CID构成了不同的逻辑信道。CID分为三类：公用CID，指整个天基移动系统中都公用的CID，主要用于用户初始接入，具体来说，正常时卫星节点将周期性地向所有用户广播上行信道和下行信道的信息，其中就包括公用CID；当用户开机后，用户将在定义的频率列表中扫描卫星下行广播信道，并获取相应调制参数及其上下行传输参数，包括公用CID；随后，用户使用公用信道向卫星发送初始调整消息，这时发送的数据帧使用公用CID。管理CID，用于标识链路层信令，同一个小区内，不同的用户具有不同的管理CID。业务CID，用于标识不同的业务，不同的业务具有不同的业务CID。CID的划分由系统设计者事先约定好，系统为每一类划分特定子集，例如假设CID用16bit表示用户的连接标识，设定用户初始接入CID子集的范围0x0000-0x1FFF，管理CID子集的范围0x2000-0x2FFF，业务CID子集的范围0x3000-0xFFFF。

如图3所示，本发明方法的具体实现过程如下：

(一)对于进入星载路由交换系统的MAC帧，首先根据CID判断该帧为初始接入帧、管理帧、还是业务帧，即判断属于哪个CID子集，若CID为公用CID子集则代表初始接入帧，若CID为管理CID子集则代表管理帧，若CID为业务CID子集则代表业务帧。

1.若为初始接入帧，将进行如下操作：

当星载路由交换系统接收到带有公用CID的MAC帧后，将为该用户分配管理CID，并生成回复消息，该消息包含分配给该用户的管理CID，以及射频功率级别调整，偏移频率调整和时间偏移调整更正信息，并下传给该用户；用户收到信息后，将使用该管理CID与卫星进行信息交互。

2.若为管理帧，将进行如下处理：

(1)判断该MAC帧的具体内容。(在这里，星载路由交换系统根据管理帧的内容判断是能力协商请求、入网请求、业务连接请求和业务切换请求。其中，MAC帧中有专门的比特来表示该帧属于哪一类请求，如下表所示，“帧类型”用来区分管理帧是哪一类请求)

(2)若为能力协商请求，星载路由交换系统将生成能力协商回复信息(如支持的IP版本、是否支持CRC校验、支持的数据包类型等)下传给该用户，与用户间完成基本能力协商；

(3)若为入网请求，如图4所示，星上路由交换系统将其转发给关口站，关口站通过与网络控制中心(在这里，为了对整个卫星网络有效进行管理，将地球表面划分为几个较大的区域，每个区域将选择一个地面站作为关口站，来负责境内的卫星和终端用户。由于关口站较多，系统还需选定少数几个地面站作为网络控制中心，负责监控和维护整个卫星网络的运行情况以及地面关口站的协调工作)交互完成用户的鉴权、注册等工作(若用户无静态IP地址，关口站将为其分配一个IP地址)，并通过卫星返回注册确认消息，同时星上路由交换系统将生成管理CID-用户IP地址映射表信息(该表存于星载路由交换系统的接口单元内，负责管理接口内所有用户)。若用户注册失败，星载路由交换系统将生成注册失败消息，下发给该用户，并删除该用户的管理CID；

(4)若为业务连接请求，星上路由交换系统将完成该业务连接的建立，如图5所示：

(a)提取业务连接请求帧的具体参数，包括：目的节点地址、服务质量QoS要求等；

(b)星载路由交换系统根据星上切换控制算法判断用户提出的服务质量QoS要求是否得到满足，若满足业务连接允许，否则，连接不允许；

(c)若连接不允许，则生成业务请求拒绝信息，下传给该用户；若连接允许，则进行下一步；

(d)根据目的节点地址和管理CID-用户IP地址映射表判断目的用户是否与源用户处于同一卫星接入小区；

(e)若处于同一域内，则直接跟该目的用户建立连接，若建立成功，则星载路由交换系统将为该业务分配相应的域内业务CID(源终端和目的终端各分配一个)，同时系统为该连接预留资源，生成相应的源业务CID-目的业务CID映射表信息。最后，生成相应的信令发给用户，将该业务CID号通知源和目的用户终端；而当用户收到该信息后，将利用该业务CID发送或接收业务。

(f)若不处于同一小区，则将相应信息，目的节点地址、服务质量QoS要求等传给网络层；

(g)网络层接收到链路层传来的业务请求信息，建立网络路径，建立过程如下：

①首先根据目的节点地址判断目的用户是否与源用户处于同一卫星下，若处于同一卫星下，则系统在网络层将直接为该业务分配标签，生成相应的转发表信息，并将路径建立成功的信息传给链路层；若路径建立不成功，则返回路径建立不成功信息给链路层；

②若处于不同一卫星下，根据目的节点地址、服务质量QoS要求以及网络状态信息等，星上路由交换系统计算相应的服务质量QoS路径，并生成路径请求信息，发送给相应的节点(其他卫星或关口站)，当路径请求成功后，网络层将生成相应的路由表(该表存于星上路由单元内，负责路由查表时使用)信息，并为该业务分配标签，生成相应的转发表信息；最后，网络层将路径建立成功的信息传给链路层；若路径建立不成功，则返回路径建立不成功信息给链路层；

(h)链路层收到网络层传来的路径建立不成功的信息后，给用户发送请求失败信息，否则，进行下一步；

(i)链路层收到网络层传来的路径建立成功的信息后，星上路由交换系统将为该业务分配业务CID，并为该业务所对应的连接预留资源；生成相应的下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表信息，建立链路层和网络层间的联系，进行下一步；

(i)最后，星载路由交换系统链路层将生成业务建立成功的信令，将帧头打上管理CID，下传至相应的用户，该业务建立成功信令将包括用户传输该业务所应该使用的业务CID和标签(可没有)；而当用户收到该信息后，将利用该业务CID和标签发送业务。

(5)若为业务切换请求，如图7所示，星载路由交换系统将完成该业务的切换处理如下：

(a)提取业务切换请求帧的具体参数，包括：切换前卫星节点地址、目的节点地址、服务质量QoS要求等；

(b)星载路由交换系统根据星上切换控制算法判断用户提出的服务质量QoS要求是否满足，判断用户的业务连接是否允许；

(c)若连接不允许，则进入切换等待队列，等待新的资源的释放，若在一定时间内都无法都到足够的资源，则生成业务切换失败信息，下传给该用户；若连接允许，则进行下一步；

(d)根据切换前卫星节点地址和当前卫星节点地址，判断是否为同一颗卫星下的切换。在本发明中，IP地址是分段表示的，如卫星编号.波束编号.用户编号，对IP地址取掩码，得到卫星编号，比较两者编号是否相同：若相同，则为同一颗卫星下的切换，否则为不同卫星下的切换；

(e)若为同一颗卫星下的切换

①首先根据用户接口单元管理CID用户IP地址映射表判断是否同一接口单元(即同一波束小区)内的切换，若为同一接口单元内的切换，则直接进行切换操作(用户在该小区的CID不变，物理信道发生了改变)；

②若为同一颗卫星下不同波束(域)间的切换(如图6所示，用户从位置1切换到位置2)，则切换后星载路由交换系统为该业务分配一个新的业务CID，为其预留资源；在用户接口单元的业务CID业务CID转发表或转发表作相应修改；从切换前源波束获取下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射信息，将其中的CID更换为新CID，并在切换后接口单元的CID-IP-MPLS映射表填入该CID更换后的信息；当业务切换后，切换前接口单元将删去该业务的业务CID、该用户的管理CID、管理CID-用户IP地址映射表信息以及下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射信息，业务CID业务CID转发表或转发表信息，并释放相应的无线和网络资源；

(f)若为不同卫星间的切换(如图6所示，用户从位置1切换到位置4)，则：

①将切换信息，包括：切换前卫星节点地址、目的节点地址、服务质量QoS要求等传给网络层；

②(网络路径建立)网络层接收到链路层传来的切换信息，系统重新计算路由，分配标签并生成相应的路由表信息和上行转发表信息；最后，网络层将切换路径建立成功的信息传给链路层；若网络过程建立失败，网络层将切换路径建立失败的信息传给链路层；

③链路层收到网络层传来的切换路径建立不成功的信息后，链路层成请求失败信息发给用户；否则，进行下一步；

④链路层收到网络层传来的切换路径建立成功的信息后，星载路由交换系统将为该业务分配业务CID，为该连接预留资源，并生成相应的下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表信息；

⑤当切换成功后，原卫星接口单元将删去该业务的业务CID和MPLS标签、该用户的管理CID、业务CID业务CID转发表、管理CID、管理CID-用户IP地址映射表信息和下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表信息以及相应的路由表信息以及上行转发表信息，并释放相应的无线和网络资源。

(g)最后，当前星载路由交换系统链路层生成业务切换成功的信令下传至相应的用户，该信令包括用户切换成功后传输该业务所应该使用的业务CID；而当用户切换完成后，将利用该业务CID发送业务。

若为业务帧，将进行如下处理，如图8所示：

(1)对业务CID进一步判别，通过标志位判断该业务是域内通信还是域间通信；

(2)若为域内通信，查询该用户接口单元的业务CID业务CID转发表，找到对应的下行目的业务CID号，将源业务CID换成目的业务CID，生成新MAC帧送往下行至物理层，并利用下行业务CID物理信道映射表得到相应的业务信道，将数据发送给相应的接收用户；否则，进行下一步；

(3)将MAC帧帧头去掉，并进行组包，生成网络层数据包，即IP/MPLS包；

(4)判断该网络层数据包是否有MPLS标签，若有提取该标签，否则，提取目的IP地址；

(5)基于上一步所得MPLS标签或IP地址，在上行转发表中查询，若转发表中有MPLS标签或IP地址，则按转发表给出的端口进行快速交换转发，送至相应的接口单元端口；否则，在路由表中查询，并按路由表给出的端口进行路由转发，送至相应的接口单元端口。

(二)当接口单元端口收到网络层传来的数据包后，将进行如下处理，如图9所示：

1.提取MPLS标签或目的IP地址；

2.查询该用户接口单元的下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表；

3.若查询成功

4.得到下行业务CID号；

5.利用该业务CID号生成MAC帧；

6.送往下行至物理层，并利用下行业务CID物理信道映射表得到相应的业务信道，将数据发送给相应的接收用户。

7.若查询不成功

(1)利用目的IP地址，查询管理CID用户IP地址映射表，得到该目的终端的管理CID号；

(2)利用该管理CID号生成MAC帧；

(3)送往下行至物理层，并利用公用信道将数据发送给相应的接收用户。

(三)当业务传输完成(或业务意外中断，如切换失败或终端故障等)之后，星载路由交换系统将回收所有的星上资源，包括：释放相应的无线和网络资源，删去该业务相应的的业务CID以及MPLS标签，删去管理CID用户IP地址映射表、业务CID业务CID转发表、下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表、下行业务CID物理信道。

Claims

1.面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特征在于步骤如下：

b.若为管理帧，则进行如下操作：

①判断该MAC帧的具体内容；

c.若为业务帧，对业务CID进一步判别，该业务是域内通信还是域间通信，并分别进行业务处理；

2.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：当所述的步骤(1)、(2)业务传输完成之后，星载路由交换系统将回收所有的星上资源，包括：释放相应的无线和网络资源，删去该业务相应的业务CID以及MPLS标签，删去管理CID用户IP地址映射表、业务CID业务CID转发表、下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射表、下行业务CID物理信道。

3.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(1)中的入网请求注册的过程为：星上路由交换系统将其转发给关口站，关口站通过与网络控制中心交互完成用户的鉴权、注册工作，并通过卫星返回注册确认消息，同时星载路由交换系统将生成管理CID一用户IP地址映射表信息；若用户注册失败，星上路由交换系统将生成注册失败消息，下发给该用户，并删除该用户的管理CID。

4.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(1)中星载路由交换系统将完成业务连接的建立的过程如下：

(a)提取业务连接请求帧的具体参数，包括：目的节点地址、服务质量QoS要求；

(b)星载路由交换系统根据用户提出的服务质量QoS要求，判断用户的业务连接是否允许；

(e)若处于同一域内，则直接跟该目的用户建立连接，若建立成功，则星载路由交换系统将为该业务分配相应的域内业务CID，同时系统为该连接预留资源，并生成源业务CID-目的业务CID映射表，最后，生成相应的信令协议，将该业务CID号通知源和目的用户终端；而当用户收到该信息后，将利用该业务CID发送或接收业务；

(g)网络层接收到链路层传来的业务请求信息，建立网络路径；

(j)最后，星载路由交换系统链路层将生成业务建立成功的信令，将帧头打上管理CID，下传至相应的用户，该业务建立成功信令将包括用户传输该业务所应该使用的业务CID和标签；而当用户收到该信息后，将利用该业务CID和标签发送业务。

5.根据权利要求4所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述的步骤(g)的建立网络路径的过程如下：

②若处于不同一卫星下，根据目的节点地址、服务质量QoS要求以及网络状态信息等，星上路由交换系统计算相应的服务质量QoS路径，并生成路径请求信息，发送给相应的节点(其他卫星或关口站)，当路径请求成功后，网络层将生成相应的路由表(该表存于星上路由单元内，路由查表时使用)信息，并为该业务分配标签，生成相应的转发表信息；最后，网络层将路径建立成功的信息传给链路层；若路径建立不成功，则返回路径建立不成功信息给链路层。

6.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(1)中的星载路由交换系统完成的业务切换处理过程如下：

(a)提取业务切换请求帧的具体参数，包括：切换前卫星节点地址、目的节点地址、服务质量QoS要求；

(d)根据切换前卫星节点地址和当前卫星节点地址，判断是否为同一颗卫星下的切换，并就同一卫星下和不同卫星下的分别进行切换；

(e)最后，当前星载路由交换系统链路层将生成业务切换成功的信令，利用管理CID成帧，下传至相应的用户，该业务切换成功信令将包括用户切换成功后传输该业务所应该使用的业务CID；而当用户切换成功后，将利用该业务CID发送业务。

7.根据权利要求6所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(d)中的若为同一颗卫星下的切换过程为：

①首先根据用户接口单元管理CID用户IP地址映射表判断是否同一接口单元内的切换，若为同一接口单元内的切换，则直接进行切换操作；

②若为同一颗卫星下不同波束间的切换，则切换后星载路由交换系统完成如下工作：为该业务分配一个新的业务CID，为其预留资源；在用户接口单元的业务CID业务CID转发表或转发表作相应修改，即从切换前源波束获取下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射信息，将其中的CID更换为新CID，并在切换后接口单元的CID-IP-MPLS映射表填入该CID更换后的信息；当业务切换后，切换前接口单元将删去该业务的业务CID、该用户的管理CID、管理CID-用户IP地址映射表信息以及下行数据业务CIDIP地址、MPLS标签映射信息，业务CID业务CID转发表或转发表信息，并释放相应的无线和网络资源；

8.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(d)中的不同卫星间的切换过程为：

①将切换信息，包括：切换前卫星节点地址、目的节点地址、服务质量QoS要求传给网络层；

②进行网络路径建立，网络层接收到链路层传来的切换信息，系统重新计算路由，分配标签并生成相应的路由表信息和上行转发表信息；最后，网络层将切换路径建立成功的信息传给链路层；若网络过程建立失败，网络层将切换路径建立失败的信息传给链路层；

9.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(1)中若为域内通信的处理过程为：查询该用户接口单元的业务CID业务CID转发表，找到对应的下行目的业务CID号，将源业务CID换成目的业务CID，生成新MAC帧送往下行至物理层，并利用下行业务CID物理信道映射表得到相应的业务信道，将数据发送给相应的接收用户。

10.根据权利要求1所述的面向连接的星载路由交换系统通信方法，其特点在于：所述步骤(1)中若为域间通信的处理过程为：将MAC帧帧头去掉，并进行组包，生成网络层数据包，即IP/MPLS包；然后判断该网络层数据包是否有MPLS标签，若有提取该标签，若没有MPLS标签，提取目的IP地址；基于所得MPLS标签或IP地址，在上行转发表中查询，若转发表中有MPLS标签或IP地址，则按进行快速交换转发，送至相应的接口单元端口；若没有MPLS标签或IP地址，在路由表中查询，并按路由表给出的端口进行路由转发，送至相应的接口单元端口。