CN107592153A - 一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 - Google Patents
一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107592153A CN107592153A CN201610529644.9A CN201610529644A CN107592153A CN 107592153 A CN107592153 A CN 107592153A CN 201610529644 A CN201610529644 A CN 201610529644A CN 107592153 A CN107592153 A CN 107592153A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- latitude
- message
- hop
- route
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息；根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，未采用IP路由协议或基于IP路由协议进行定制修改，不需装备IP设备；借鉴IP消息格式和表格式，提出了自主路由选择算法，同样支持卫星间组网及路由选择；路由算法简单，不增加卫星的软件运算复杂度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及低轨卫星通信的技术领域，尤其涉及一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置。
背景技术
在低轨卫星通信网络采用星间链路和星上路由交换技术实现卫星节点的自动组网，以及业务数据在星间的多跳路由转发，进而实现全球范围内终端之间的实时或近实时通信。该技术相对于高轨卫星单纯的存储转发，在提高系统通信性能、降低通信损耗、促进终端可持化等方面具有较为明显的优势。同时，星间链路的使用可以使系统传输时延得到大幅度的降低，可有效承载实时性要求较高的业务，如多媒体业务。
同样，以单层LEO卫星网络作为研究对象的单层单播路由协议，该类协议均是以IP网络为基础，卫星网络若采用IP或基于IP的路由协议，会有以下几个弊端：
卫星采用IP路由技术，星上传输的数据会存在与地面IP网络相同的安全隐患；对现有IP路由选择技术进行定制修改，存在技术难度，且耗时耗力；采用IP或基于IP的路由协议，则要有支撑的硬件设备；在星上装备IP设备，会增加卫星上软件运算复杂度吗，比较耗用有限的计算资源。
同时，现有技术中非IP的路由技术也存在以下弊端：
适用的范围有限，达不到全球覆盖的要求，如仅限于低纬度轨道；未考虑时延最小的原则。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置，旨在解决如何为低轨卫星移动通信网络设计简便且实用的路由技术，使得卫星在不装备IP设备的情况下，借助该技术实现在全球范围内的自组网的目的。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，一种基于低轨卫星移动通信系统的方法，所述方法包括：
获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
优选地，所述获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息之前，还包括：
将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载。
优选地，所述根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳，包括：
根据所述源卫星的轨道内编号n、目的卫星的轨道内编号q通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面；
根据所述源卫星的轨道面编号m、目的卫星的轨道面编号p再通过横向序列选择到达所述目的卫星。
优选地，所述根据所述源卫星的轨道内编号、目的卫星的轨道内编号通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面，包括：
判断源卫星的轨道内编号n是否等于目的卫星的轨道内编号q；
若所述n不等于所述q，则判断所述n是否小于所述q；
若所述n小于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n大于等于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前。
优选地，所述根据所述源卫星的轨道面编号、目的卫星的轨道面编号再通过横向序列选择到达所述目的卫星，包括：
若所述源卫星的轨道面编号不等于所述目的卫星的轨道面编号，则判断所述源卫星的轨道面编号是否小于所述目的卫星的轨道面编号；
若所述源卫星的轨道面编号小于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向右；
若所述源卫星的轨道面编号大于等于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向左。
优选地，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于同一个轨道面，则根据所述第一规则确定向前或向后跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，则纵向跳跃至纬度小于预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星和所述目的卫星的纬度至少有一个高于所述预设纬度阈值，则纵向跳跃至纬度小于所述预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星的纬度低于所述目的卫星的纬度，先纵向跳跃至n＝q，最后再横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度等于所述目的卫星的纬度，则横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度高于所述目的卫星的纬度，在先横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息之前，还包括：
各个卫星通过广播Hello消息，建立转发表，用以维护相邻卫星的状态信息；
各个卫星通过星历文件计算相邻卫星的纬度变化时间点，根据所述变化时间点确定所述Hello消息广播的周期。
第二方面，一种基于低轨卫星移动通信系统的装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
第一确定模块，用于根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
第二确定模块，用于判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
优选地，所述装置还包括：
替换模块，用于将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载。
优选地，所述第一确定模块，用于：
纵向选择单元，用于根据所述源卫星的轨道内编号n、目的卫星的轨道内编号q通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面；
横向选择单元，用于根据所述源卫星的轨道面编号m、目的卫星的轨道面编号p再通过横向序列选择到达所述目的卫星。
优选地，所述纵向选择单元，用于：
判断源卫星的轨道内编号n是否等于目的卫星的轨道内编号q；
若所述n不等于所述q，则判断所述n是否小于所述q；
若所述n小于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n大于等于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前。
优选地，所述横向选择单元，用于：
若所述源卫星的轨道面编号不等于所述目的卫星的轨道面编号，则判断所述源卫星的轨道面编号是否小于所述目的卫星的轨道面编号；
若所述源卫星的轨道面编号小于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向右；
若所述源卫星的轨道面编号大于等于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向左。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于同一个轨道面，则根据所述第一规则确定向前或向后跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，则纵向跳跃至纬度小于预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星和所述目的卫星的纬度至少有一个高于所述预设纬度阈值，则纵向跳跃至纬度小于所述预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星的纬度低于所述目的卫星的纬度，先纵向跳跃至n＝q，最后再横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度等于所述目的卫星的纬度，则横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度高于所述目的卫星的纬度，在先横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述装置还包括：
建立模块，用于各个卫星通过广播Hello消息，建立转发表，用以维护相邻卫星的状态信息；
确定周期模块，用于各个卫星通过星历文件计算相邻卫星的纬度变化时间点，根据所述变化时间点确定所述Hello消息广播的周期。
本发明实施例提供一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息；根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，未采用IP路由协议或基于IP路由协议进行定制修改，不需装备IP设备；借鉴IP消息格式和表格式，提出了自主路由选择算法，同样支持卫星间组网及路由选择；路由算法简单，不增加卫星的软件运算复杂度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于低轨卫星移动通信系统的方法的流程示意图；
图2是现有技术提供的一种低轨卫星星座网络拓扑结构的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种纵向跳跃的方法示意图；
图4是本发明实施例提供的一种横向跳跃的方法示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种基于低轨卫星移动通信系统的方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种基于低轨卫星移动通信系统的方法的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的一种基于低轨卫星移动通信系统的装置的功能模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
参考图1，图1是本发明实施例提供的一种基于低轨卫星移动通信系统的方法的流程示意图。
如图1所示，所述基于低轨卫星移动通信系统的方法包括：
步骤101，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
具体的，如图2所示，图2为低轨卫星星座网络拓扑结构，拓扑结构参考“铱”星结构设计，共60颗卫星，6个轨道面，每个轨道面10颗卫星。为每个卫星指定编号，编号由轨道面编号和卫星轨道内编号组成，如(1，10)表示该卫星处于1号轨道面且轨道内的自身编号是10号。将卫星编号作为路由标识，确定卫星编号作为路由算法的下一跳选择标识，取代了IP地址。
60颗低轨卫星实现全球范围的覆盖，本发明提出的路由技术应用范围为全球范围。轨道面1和轨道面6的卫星处于反向运动，形成全球范围内的两条“缝”，对于两轨道面上的卫星而言，通信的时间较短且对天线的设计要求较高，所以该两个轨道面上卫星的星间链路处于关闭状态。
步骤102，根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
具体的，以报文由卫星S(m，n)向目的卫星D(p，q)传输为例，其中，S可以为源节点或中继节点。
定义两个子流程：纵向跳跃和横向跳跃，流程图如下图3、4所示。
优选地，所述根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳，包括：
根据所述源卫星的轨道内编号n、目的卫星的轨道内编号q通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面；
根据所述源卫星的轨道面编号m、目的卫星的轨道面编号p再通过横向序列选择到达所述目的卫星。
优选地，所述根据所述源卫星的轨道内编号、目的卫星的轨道内编号通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面，包括：
判断源卫星的轨道内编号n是否等于目的卫星的轨道内编号q；
若所述n不等于所述q，则判断所述n是否小于所述q；
若所述n小于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n大于等于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前。
此处的预设值为“5”，可由实际的轨道内卫星数量计算得出，本案例是针对10颗卫星而计算得出的。后续该值与此同理。
优选地，所述根据所述源卫星的轨道面编号、目的卫星的轨道面编号再通过横向序列选择到达所述目的卫星，包括：
若所述源卫星的轨道面编号不等于所述目的卫星的轨道面编号，则判断所述源卫星的轨道面编号是否小于所述目的卫星的轨道面编号；
若所述源卫星的轨道面编号小于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向右；
若所述源卫星的轨道面编号大于等于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向左。
步骤103，判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
具体的，随着卫星的纬度逐渐增大，当高于一定纬度值时(以下简称MAX_LAT)，维持星间链路的天线偏角会随之增大，且经过极点后，轨道间的天线要变换方向。所以，轨道间的星间链路处于关闭状态。
由于源卫星与目的卫星处于不同的空间位置(轨道内或轨道间)，且考虑到特殊轨道面间(“缝”间)和高纬度星间链路关闭的问题，所以制定以下几个原则：
大方向上是单向趋近；
源与目的卫星属于相同轨道，仅纵向跳跃；
源与目的卫星属于不同轨道，优先选择时延小的路径或方向跳跃。
优选地，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于同一个轨道面，则根据所述第一规则确定向前或向后跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，则纵向跳跃至纬度小于预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星和所述目的卫星的纬度至少有一个高于所述预设纬度阈值，则纵向跳跃至纬度小于所述预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星的纬度低于所述目的卫星的纬度，先纵向跳跃至n＝q，最后再横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度等于所述目的卫星的纬度，则横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度高于所述目的卫星的纬度，在先横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
本发明实施例提供一种基于低轨卫星移动通信系统的方法，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息；根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，未采用IP路由协议或基于IP路由协议进行定制修改，不需装备IP设备；借鉴IP消息格式和表格式，提出了自主路由选择算法，同样支持卫星间组网及路由选择；路由算法简单，不增加卫星的软件运算复杂度。
参考图5，图5是本发明实施例提供的另一种基于低轨卫星移动通信系统的方法的流程示意图。
如图5所示，所述基于低轨卫星移动通信系统的方法包括：
步骤501，将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载；
具体的，卫星节点具备星间链路传输控制模块和路由选择模块。
星间链路模块：该模块完成卫星间点对点的透明传输，实现数据基于全天基网络进行转发，不需要经过地面信关站的中继；
所述星间链路模块与路由转发模块在物理上是有线路直接相连的，仅用于传输路由转发模块发出的报文。
路由转发模块：该模块完成两个功能：1)、通过Hello消息维持相邻卫星的状态信息，避免相邻卫星由于故障等导致无法及时被发现的问题；
2)、通过路由选择算法完成报文的下一跳选择。
其中，所述Hello消息可以携带卫星自身的状态信息(经纬度、吞吐量等)，参考IP网络中Hello报文格式，区别在于节点的标识不是IP地址而是卫星的组网编号；
所述Route消息：固定格式的报文头，后缀业务负载，参考IP报文格式，区别在于节点的标识不是IP地址而是卫星的组网编号。
步骤502，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
步骤503，根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
步骤504，判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
参考图6，图6是本发明实施例提供的另一种基于低轨卫星移动通信系统的方法的流程示意图。
如图6所示，所述基于低轨卫星移动通信系统的方法包括：
步骤601，各个卫星通过广播Hello消息，建立转发表，用以维护相邻卫星的状态信息；各个卫星通过星历文件计算相邻卫星的纬度变化时间点，根据所述变化时间点确定所述Hello消息广播的周期；
具体的，通过Hello消息建立星上转发表，表项为相邻卫星标识及对应的接口状态。通过该消息的定期发送、接收和星历文件的计算两种方式更新该转发表，保证卫星对相邻卫星状态的实时性判断。通过Route消息封装业务负载，借助消息头的标识和自主路由选择算法完成下一跳卫星的选择。
步骤602，将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载；
步骤603，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
步骤604，根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
步骤605，判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
参考图7，图7是本发明实施例提供的一种基于低轨卫星移动通信系统的装置的功能模块示意图。
如图7所示，所述基于低轨卫星移动通信系统的装置包括：
获取模块701，用于获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
第一确定模块702，用于根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
第二确定模块703，用于判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
优选地，所述装置还包括：
替换模块，用于将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载。
优选地，所述第一确定模块，用于：
纵向选择单元，用于根据所述源卫星的轨道内编号n、目的卫星的轨道内编号q通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面；
横向选择单元，用于根据所述源卫星的轨道面编号m、目的卫星的轨道面编号p再通过横向序列选择到达所述目的卫星。
优选地，所述纵向选择单元，用于：
判断源卫星的轨道内编号n是否等于目的卫星的轨道内编号q；
若所述n不等于所述q，则判断所述n是否小于所述q；
若所述n小于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n大于等于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前。
优选地，所述横向选择单元，用于：
若所述源卫星的轨道面编号不等于所述目的卫星的轨道面编号，则判断所述源卫星的轨道面编号是否小于所述目的卫星的轨道面编号；
若所述源卫星的轨道面编号小于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向右；
若所述源卫星的轨道面编号大于等于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向左。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于同一个轨道面，则根据所述第一规则确定向前或向后跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，则纵向跳跃至纬度小于预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星和所述目的卫星的纬度至少有一个高于所述预设纬度阈值，则纵向跳跃至纬度小于所述预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星的纬度低于所述目的卫星的纬度，先纵向跳跃至n＝q，最后再横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度等于所述目的卫星的纬度，则横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度高于所述目的卫星的纬度，在先横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
优选地，所述装置还包括：
建立模块，用于各个卫星通过广播Hello消息，建立转发表，用以维护相邻卫星的状态信息；
确定周期模块，用于各个卫星通过星历文件计算相邻卫星的纬度变化时间点，根据所述变化时间点确定所述Hello消息广播的周期。
本发明实施例提供一种基于低轨卫星移动通信系统的装置，获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息；根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，未采用IP路由协议或基于IP路由协议进行定制修改，不需装备IP设备；借鉴IP消息格式和表格式，提出了自主路由选择算法，同样支持卫星间组网及路由选择；路由算法简单，不增加卫星的软件运算复杂度。
以上结合具体实施例描述了本发明实施例的技术原理。这些描述只是为了解释本发明实施例的原理，而不能以任何方式解释为对本发明实施例保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明实施例的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明实施例的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种基于低轨卫星移动通信系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息之前，还包括：
将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳，包括：
根据所述源卫星的轨道内编号n、目的卫星的轨道内编号q通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面；
根据所述源卫星的轨道面编号m、目的卫星的轨道面编号p再通过横向序列选择到达所述目的卫星。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述源卫星的轨道内编号、目的卫星的轨道内编号通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面，包括：
判断源卫星的轨道内编号n是否等于目的卫星的轨道内编号q；
若所述n不等于所述q，则判断所述n是否小于所述q；
若所述n小于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n大于等于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述源卫星的轨道面编号、目的卫星的轨道面编号再通过横向序列选择到达所述目的卫星，包括：
若所述源卫星的轨道面编号不等于所述目的卫星的轨道面编号，则判断所述源卫星的轨道面编号是否小于所述目的卫星的轨道面编号；
若所述源卫星的轨道面编号小于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向右；
若所述源卫星的轨道面编号大于等于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向左。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的起点卫星与目的卫星处于同一个轨道面，则根据所述第一规则确定向前或向后跳跃至所述目的卫星。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，则纵向跳跃至纬度小于预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星和所述目的卫星的纬度至少有一个高于所述预设纬度阈值，则纵向跳跃至纬度小于所述预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳，包括：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星的纬度低于所述目的卫星的纬度，先纵向跳跃至n＝q，最后再横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度等于所述目的卫星的纬度，则横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度高于所述目的卫星的纬度，在先横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息之前，还包括：
各个卫星通过广播Hello消息，建立转发表，用以维护相邻卫星的状态信息；
各个卫星通过星历文件计算相邻卫星的纬度变化时间点，根据所述变化时间点确定所述Hello消息广播的周期。
11.一种基于低轨卫星移动通信系统的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取路由消息中携带的源卫星的状态信息和目的卫星的状态信息，所述状态信息包括卫星的组网编号，所述组网编号包括轨道面编号和轨道内编号；
第一确定模块，用于根据所述源卫星的状态信息、目的卫星的状态信息和预设第一规则确定路由报文的下一跳；
第二确定模块，用于判断路由报文的下一跳是否是纬度值超过预设纬度阈值的卫星，若是，则根据预设第二规则确定路由报文的下一跳。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
替换模块，用于将固定格式的报文头中的IP地址替换为所述卫星的组网编号，后缀业务负载。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，用于：
纵向选择单元，用于根据所述源卫星的轨道内编号n、目的卫星的轨道内编号q通过纵向序列选择到达与所述目的卫星相同的横向面；
横向选择单元，用于根据所述源卫星的轨道面编号m、目的卫星的轨道面编号p再通过横向序列选择到达所述目的卫星。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述纵向选择单元，用于：
判断源卫星的轨道内编号n是否等于目的卫星的轨道内编号q；
若所述n不等于所述q，则判断所述n是否小于所述q；
若所述n小于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n大于等于所述q，则判断n-q的绝对值是否小于等于预设值；
若所述n-q的绝对值小于等于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向后；
若所述n-q的绝对值大于预设值，则路由报文的下一跳的方向为向前。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述横向选择单元，用于：
若所述源卫星的轨道面编号不等于所述目的卫星的轨道面编号，则判断所述源卫星的轨道面编号是否小于所述目的卫星的轨道面编号；
若所述源卫星的轨道面编号小于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向右；
若所述源卫星的轨道面编号大于等于所述目的卫星的轨道面编号，则路由报文的下一跳的方向为向左。
16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于同一个轨道面，则根据所述第一规则确定向前或向后跳跃至所述目的卫星。
17.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，则纵向跳跃至纬度小于预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
18.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星和所述目的卫星的纬度至少有一个高于所述预设纬度阈值，则纵向跳跃至纬度小于所述预设纬度阈值且距离所述预设纬度阈值最近的轨道，再横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
19.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：
若路由报文的下一跳的起点卫星与目的卫星处于不同的轨道面，且所述起点卫星的纬度低于所述目的卫星的纬度，先纵向跳跃至n＝q，最后再横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度等于所述目的卫星的纬度，则横向跳跃至所述目的卫星；
若所述起点卫星的纬度高于所述目的卫星的纬度，在先横向跳跃至与所述目的卫星同轨的轨道，最后再纵向跳跃至所述目的卫星。
20.根据权利要求11至19任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
建立模块，用于各个卫星通过广播Hello消息，建立转发表，用以维护相邻卫星的状态信息；
确定周期模块，用于各个卫星通过星历文件计算相邻卫星的纬度变化时间点，根据所述变化时间点确定所述Hello消息广播的周期。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610529644.9A CN107592153A (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610529644.9A CN107592153A (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107592153A true CN107592153A (zh) | 2018-01-16 |
Family
ID=61045412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610529644.9A Withdrawn CN107592153A (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107592153A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108989223A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-12-11 | 昆宇蓝程（北京）科技有限责任公司 | 一种强链路约束条件下的卫星路由算法 |
| CN112865852A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 清华大学 | 一种基于空间位置信息进行网络层寻址的路由方法 |
| CN112995177A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-18 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种适用于天基网络的单播寻址转换方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602838A (en) * | 1994-12-21 | 1997-02-11 | Lucent Technologies Inc. | Global multi-satellite network |
| US20100039984A1 (en) * | 1996-12-06 | 2010-02-18 | Brownrigg Edwin B | Systems and methods for facilitating wireless network communication, satellite-based wireless network systems, and aircraft-based wireless network systems, and related methods |
| CN102118820A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-07-06 | 北京航空航天大学 | 一种卫星链路网络连续状态路由算法 |
| CN104821844A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于时隙优化的双层卫星网络路由方法 |
-
2016
- 2016-07-06 CN CN201610529644.9A patent/CN107592153A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602838A (en) * | 1994-12-21 | 1997-02-11 | Lucent Technologies Inc. | Global multi-satellite network |
| US20100039984A1 (en) * | 1996-12-06 | 2010-02-18 | Brownrigg Edwin B | Systems and methods for facilitating wireless network communication, satellite-based wireless network systems, and aircraft-based wireless network systems, and related methods |
| CN102118820A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-07-06 | 北京航空航天大学 | 一种卫星链路网络连续状态路由算法 |
| CN104821844A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于时隙优化的双层卫星网络路由方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 刘庆利 等: "基于地理位置多业务LEO卫星网络路由算法", 《计算机仿真》 * |
| 徐小龙 等: "LEO卫星网中基于地理位置的分布式动态路由算法的研究", 《小型微型计算机系统》 * |
| 赵芳: "低轨卫星通信系统路由与交换技术研究", 《CNKI优秀硕士论文全文数据库》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108989223A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-12-11 | 昆宇蓝程（北京）科技有限责任公司 | 一种强链路约束条件下的卫星路由算法 |
| CN112865852A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 清华大学 | 一种基于空间位置信息进行网络层寻址的路由方法 |
| CN112865852B (zh) * | 2019-11-28 | 2022-04-01 | 清华大学 | 基于空间位置信息进行网络层寻址的路由方法和路由设备 |
| CN112995177A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-18 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种适用于天基网络的单播寻址转换方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10257766B2 (en) | Global communication network | |
| CN106656302B (zh) | 面向leo卫星网络的分布式节点自适应路由算法 | |
| Ji et al. | SDGR: An SDN-based geographic routing protocol for VANET | |
| Wood | Internetworking with satellite constellations | |
| CN111182583B (zh) | 面向任务时延约束的低轨卫星数据传输方法 | |
| CN105227483A (zh) | 基于leo卫星网络的低复杂度负载均衡路由算法 | |
| CN107453801A (zh) | 一种面向卫星网络的分层多路径路由方法 | |
| CN110518959B (zh) | 一种基于mpls与dtn的leo卫星网络通信方法及其系统 | |
| CN114158106B (zh) | 用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质 | |
| CN107241755A (zh) | 通信方法、网络服务器和计算机可读存储介质 | |
| CN107592153A (zh) | 一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 | |
| CN113489525A (zh) | 一种用于leo卫星星座的路由方法 | |
| CN106413019A (zh) | 一种车联网数据传输方法及第一转发设备 | |
| CN105471730A (zh) | 电力通信分层路由路径确定方法 | |
| CN107592150A (zh) | 一种基于低轨卫星移动通信系统的方法及装置 | |
| CN113507314A (zh) | 星间数据传输方法 | |
| CN108566614A (zh) | 一种面向时延容忍网络的端到端通信方法与系统 | |
| WO2023241365A1 (zh) | 一种卫星网络路由方法及通信装置 | |
| Bian et al. | Design of intelligent public transportation system based on ZigBee technology | |
| Wang et al. | Heterogeneous multi-mode access in smart grid using BeiDou communication | |
| Tao et al. | DUPE: Duplicated unicast packet encapsulation in position-based routing VANET | |
| He et al. | A cross-domain aggregation routing based on lightweight OSPF protocol for the GEO satellite-ground integrated network | |
| CN104811386B (zh) | 报文转发方法、设备及系统 | |
| CN113316191A (zh) | 一种基于天地一体化网络的通信方法 | |
| Wei et al. | A Space Information Service Forwarding Mechnism Based on Software Defined Network. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180116 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |