CN111211828A - 一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置 - Google Patents

一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111211828A
CN111211828A CN201911338144.7A CN201911338144A CN111211828A CN 111211828 A CN111211828 A CN 111211828A CN 201911338144 A CN201911338144 A CN 201911338144A CN 111211828 A CN111211828 A CN 111211828A
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite
path
constellation
link
state
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.)
Granted
Application number
CN201911338144.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111211828B (zh
Inventor
濮浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Star Network Application Co Ltd
Original Assignee
Dongfanghong Satellite Mobile Communication Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfanghong Satellite Mobile Communication Co Ltd filed Critical Dongfanghong Satellite Mobile Communication Co Ltd
Priority to CN201911338144.7A priority Critical patent/CN111211828B/zh
Publication of CN111211828A publication Critical patent/CN111211828A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111211828B publication Critical patent/CN111211828B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18521—Systems of inter linked satellites, i.e. inter satellite service
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
    • H04L45/026—Details of "hello" or keep-alive messages
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/22—Alternate routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/74—Address processing for routing
    • H04L45/745—Address table lookup; Address filtering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及低轨卫星技术领域，具体涉及一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置；通过该方法，星座网络只需要按时间碎片进行路由表调用即可，有效地减少地面运控系统的工作量；通过时间片段的精细划分，能够得到优化的路由；通过等时间间隔对时间片进行划分，有效地降低了对于卫星设备性能的要求，同时还避免了因卫星高速运动而导致的频繁信令交互，简化了路由决策流程；将星座网络与地面网络进行耦合处理，充分考虑低轨星座卫星在各信关站间的馈电链路服务区划分和接力问题，具备路由计算复杂度低，路由决策快速，对卫星设备性能要求低等优点，在适应性，可行性方面均有明显优势，十分适合低轨卫星星座中星间路由的选择过程。

Description

一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置
技术领域
本发明涉及低轨卫星路由策略技术领域，具体涉及一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置。
背景技术
随着互联网应用的快速发展，互联网接入服务的需求急剧增。相较于传统地面通信系统，低轨卫星星座通信系统则具有覆盖范围广，受地形地势的影响小，抗毁能力强等优点。目前低轨卫星星座通信系统按卫星间是否具备路由能力分为有星间链路卫星通信星座和无星间链路的通信卫星星座。对于无星间链路的低轨卫星星座系统，为了使得星上数据可以传输到地面系统，需要在全球范围内部署大量的信关站。而具备星间链路的低轨卫星星座通信系统，由于卫星之间具备路由能力，数据可在卫星间进行传输，所以地面只需要部署少量的信关站，就可实现星上数据的落地，因此具备更好的经济性与可行性。
目前，对于低轨卫星星座网络拓扑结构划分一般的做法是：利用其运行的周期性与可预见性，从时间上对星座网络拓扑进行虚拟化，可将星座运行周期划分为若干时间片段，每个时间片段内设定星座系统的拓扑结构不变。卫星采用静态路由方式，地面测控系统利用已知的拓扑信息提前计算好路由表，并通过测控链路注入，卫星按照系统时间以及基于时间分片的路由表进行路由路径切换。但是这种星座网络与地面网络解耦的拓扑划分方式带来的问题是反向链路(用户到信关站)的目的节点确定比较困难，而且由于地面信关站节点较多，且涉及到信关站服务区划分和卫星在相邻信关站间馈电链路的接力切换问题，如仅仅只考虑卫星星座网络的拓扑变化，则无法真实反映整个网络拓扑(星间与星地)结构及链路的实际连通状态。因此设计出一种高效的、可行的低轨通信卫星星座星间路由选择方法也变得更加重要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置。
一方面，本发明提供了一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法，所述方法包括下述步骤：
S1：低轨星座卫星接收到发自于终端的数据包；
S2：根据所述数据包查找路由表，并将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中；
S3：读取路由表的默认目的节点及路径信息，计算出4条路径，并将所得路径由运控系统定期上注路由表；
S4：判断当前卫星是否是目的卫星，若是，则进入步骤S8，若不是，进入步骤S5；
S5：查询优选路径状态，并判断当前优选路径是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则进入步骤S6；
S6：选择低轨星座卫星上的备选路径作为星间传输路由，并判断备选路径的状态是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则重复S6的步骤；
S7：将距离低轨星座卫星最近的信关站地址作为目的地址添加到数据包包头中；并按首选路径进行下一跳卫星转发，完成数据在星间一跳路由传输过程，继续下一跳路由传输过程，跳回步骤S1；
S8：将数据包直接通过馈电链路下发至所述终端，并完成数据在星座网络中的路由过程。
可选的，所述路由表设计采用离散化的虚拟拓扑思想，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，以等时间间隔对时间片进行划分。
可选的，计算出4条路径的步骤，包括：将路由表计算基于时间片进行划分，并对某一时刻的网络拓扑进行预报；采用k短路径路由算法生成新的路由表，即对任意两个节点的路径进行计算，找到最短的4条路径；将生成的路径就行排序，把其中的最短路径作为优选路径，次短路径作为备选路径1，第三短的路径作为备选路径2，第四短的路径作为备选路径3。
可选的，查询优选路径状态的步骤，包括：使用Hello协议在卫星上实现发现、建立和维护相邻节点的关系；卫星节点周期性地向周围卫星节点发送hello数据包，从而得到其链路的局部状态信息，然后通过其静态链路状态数据库判断该链路是否正常通断；若不正常，则卫星需要通过扩散协议向全星座洪散它们之间的链路不可用的链路状态指示信息，收到洪散数据包的卫星需要对其路由表的链路或是路径状态进行更新，并标记为Invalid(无效)。若正常，则标记为Active(激活)。
另一方面，本发明提供了一种低轨通信卫星星座星间路由选择装置，所述装置包括：
数据包接收单元，用于低轨星座卫星接收到发自于终端的数据包；
路由表查找单元，用于根据所述数据包查找路由表，并将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中；
计算路径单元，用于读取路由表的默认目的节点及路径信息，计算出4条路径，并将所得路径由运控系统定期上注路由表；
判断目的卫星单元，用于判断当前卫星是否是目的卫星，若是，则进入步骤S8，若不是，进入步骤S5；
优选路径判断单元，用于查询优选路径状态，并判断当前优选路径是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则进入步骤S6；
备选路径判断单元，用于选择低轨星座卫星上的备选路径作为星间传输路由，并判断备选路径的状态是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则重复S6的步骤；
首选路径转发单元，用于将距离低轨星座卫星最近的信关站地址作为目的地址添加到数据包包头中；并按首选路径进行下一跳卫星转发，完成数据在星间一跳路由传输过程，继续下一跳路由传输过程，跳回步骤S1；
数据包发送单元，用于将数据包直接通过馈电链路下发至所述终端，并完成数据在星座网络中的路由过程。
可选的，所述路由表查找单元，还用于将所述路由表设计采用离散化的虚拟拓扑思想，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，以等时间间隔对时间片进行划分。
可选的，所述计算路径单元，还用于将路由表计算基于时间片进行划分，并对某一时刻的网络拓扑进行预报；采用k短路径路由算法生成新的路由表，即对任意两个节点的路径进行计算，找到最短的4条路径；将生成的路径就行排序，把其中的最短路径作为优选路径，次短路径作为备选路径1，第三短的路径作为备选路径2，第四短的路径作为备选路径3。
可选的，所述优选路径判断单元，还用于卫星节点周期性地向周围卫星节点发送hello数据包，从而得到其链路的局部状态信息，然后通过其静态链路状态数据库判断该链路是否正常通断；若不正常，则卫星需要通过扩散协议向全星座洪散它们之间的链路不可用的链路状态指示信息，收到洪散数据包的卫星需要对其路由表的链路或是路径状态进行更新，并标记为Invalid(无效)。若正常，则标记为Active(激活)。
本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置在网络拓扑结构的划分上利用了卫星星座的周期性，使得测控系统不需要定期更新、上注路由表，星座网络只需要按时间碎片进行路由表调用即可，有效地减少地面运控系统的工作量。
(2)本发明一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置充分利用了低轨卫星星座网络自身的周期性与可预见性，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，使得卫星不需要进行实时计算，减少了运算所带来的开销，减轻了星上计算负载，而且通过时间片段的精细划分，能够得到优化的路由。
(3)通过等时间间隔对时间片进行划分，同时保证时间片的分割点为用户链路帧结构划分的整数倍，可以确保每个时间片内整个星座网络的拓扑链接状态不变，可实现对未来一段时间内各时间片内的网路拓扑结构进行预报计算和路由表计算，有效地降低了对于卫星设备性能的要求，同时还避免了因卫星高速运动而导致的频繁信令交互，简化了路由决策流程，极大地减少了路由算法的开销，提高了路由决策过程的效率。
(4)星上路由表的设计采用了备选虚拟路径策略，引入链路状态参数指示当前虚拟路径的通断状态，有效地提高了卫星应对突发的卫星节点或是链路故障等问题的能力，提高了低轨卫星星座网络的可靠性和容灾性，加快了路由决策的过程。
(5)本发明星间路由方法，相较于传统方法，将星座网络与地面网络进行耦合处理，充分考虑低轨星座卫星在各信关站间的馈电链路服务区划分和接力问题，具备路由计算复杂度低，路由决策快速，对卫星设备性能要求低等优点，在适应性，可行性方面均有明显优势，十分适合低轨卫星星座中星间路由的选择过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明实施例提供的一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种低轨通信卫星星座星间路由选择装置的结构示意图；
图3是本发明一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法处理流程图；
图4是本发明一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法的应用仿真示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
低轨卫星星座通信系统则具有覆盖范围广，受地形地势的影响小，抗毁能力强等优点；但是这种星座网络与地面网络解耦的拓扑划分方式带来的问题是反向链路(用户到信关站)的目的节点确定比较困难，而且由于地面信关站节点较多，且涉及到信关站服务区划分和卫星在相邻信关站间馈电链路的接力切换问题，如仅仅只考虑卫星星座网络的拓扑变化，则无法真实反映整个网络拓扑(星间与星地)结构及链路的实际连通状态；为了解决上述问题，所以有必要，研制一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置。
本发明设计了一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法，将星座网络与星地网路拓扑变化进行耦合处理，基于离散化的虚拟拓扑思想，不仅可以充分利用星座网络运行的周期性和可预见性，还充分考虑了卫星在相邻信关站间的馈电链路接力切换的问题，通过精细化的时间片划分，可得到优化的路由路径，同时为了应对突发的卫星节点或是链路故障等问题，路由表中还为每条优选虚拟路径配备了备选虚拟路径，此外还引入了路径指示状态来指示当前虚拟路径的通断状态以便在选择路由时的快速决策。
本发明具体实施方式提供一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法，该方法如图1-4所示，包括如下步骤：
在步骤S1中，低轨星座卫星接收到发自于终端的数据包。
在本发明实施例中，使用者将编辑好的数据包发送给低轨星座卫星，其低轨星座卫星对应的接受该数据包。
在步骤S2中，根据所述数据包查找路由表，并将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中。
在本发明实施例中，星间路由表设计采用离散化的虚拟拓扑思想，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，以等时间间隔对时间片进行划分，且时间片的分割点为用户链路帧结构划分的整数倍。由于卫星收到终端发来的数据包中不含源节点与目的节点，因此在查询路由表时，采用基于最近信关站服务准则，查询路由表时将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中。
在步骤S3中，读取路由表的默认目的节点及路径信息，计算出4条路径，并将所得路径由运控系统定期上注路由表。
在本发明实施例中，基于时间片划分，对某一时刻的网络拓扑进行预报，采用k短路径路由算法生成路由表，即对任意两个节点的路径进行计算，找到最短的k条路径，并进行排序，把其中的最短路径作为优选路径，次短路径作为备选路径1，第三短的路径作为备选路径2，第四短的路径作为备选路径3，所得路径则由运控系统定期上注路由表。
在步骤S4中，判断当前卫星是否是目的卫星，若是，则进入步骤S8，若不是，进入步骤S5。
在步骤S5中，查询优选路径状态，并判断当前优选路径是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则进入步骤S6。
在本发明实施例中，为了应对卫星网络中由于环境或是一些物理故障导致的链路干扰、拥塞、中断等问题，需要及时获取这些变化对路由的影响，以便于对星间路由的维护与管理。此过程中使用Hello协议在星上完成发现、建立和维护相邻节点的关系。卫星节点周期性地向周围卫星节点发送hello数据包，得到其链路的局部状态信息，然后通过其静态链路状态数据库判断该链路是否正常，若出现故障，则卫星需要通过扩散协议在星座网络中洪散它们之间的链路不可用的链路状态指示信息，收到洪散数据包的卫星需要对其路由表的链路或是路径状态进行更新。若链路或是路径完好，则标记为Active(激活)，否则，标记为Invalid(无效)。
在步骤S6中，选择低轨星座卫星上的备选路径作为星间传输路由，并判断备选路径的状态是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则重复S6的步骤。
在本发明实施例中，备选路径有三条，并从备选路径1、备选路径2、备选路径3逐一尝试，其判断是否激活与优选路径的判断相同。
在步骤S7中，距离低轨星座卫星最近的信关站地址作为目的地址添加到数据包包头中；并按首选路径进行下一跳卫星转发，完成数据在星间一跳路由传输过程，继续下一跳路由传输过程，跳回步骤S1。
在步骤S8中，将数据包直接通过馈电链路下发至所述终端，并完成数据在星座网络中的路由过程。
本发明的一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置在网络拓扑结构的划分上利用了卫星星座的周期性，使得测控系统不需要定期更新、上注路由表，星座网络只需要按时间碎片进行路由表调用即可，有效地减少地面运控系统的工作量。本发明一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置充分利用了低轨卫星星座网络自身的周期性与可预见性，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，使得卫星不需要进行实时计算，减少了运算所带来的开销，减轻了星上计算负载，而且通过时间片段的精细划分，能够得到优化的路由。通过等时间间隔对时间片进行划分，同时保证时间片的分割点为用户链路帧结构划分的整数倍，可以确保每个时间片内整个星座网络的拓扑链接状态不变，可实现对未来一段时间内各时间片内的网路拓扑结构进行预报计算和路由表计算，有效地降低了对于卫星设备性能的要求，同时还避免了因卫星高速运动而导致的频繁信令交互，简化了路由决策流程，极大地减少了路由算法的开销，提高了路由决策过程的效率。星上路由表的设计采用了备选虚拟路径策略，引入链路状态参数指示当前虚拟路径的通断状态，有效地提高了卫星应对突发的卫星节点或是链路故障等问题的能力，提高了低轨卫星星座网络的可靠性和容灾性，加快了路由决策的过程。本发明星间路由方法，相较于传统方法，将星座网络与地面网络进行耦合处理，充分考虑低轨星座卫星在各信关站间的馈电链路服务区划分和接力问题，具备路由计算复杂度低，路由决策快速，对卫星设备性能要求低等优点，在适应性，可行性方面均有明显优势，十分适合低轨卫星星座中星间路由的选择过程。
参阅图2，图2提供一种低轨通信卫星星座星间路由选择装置，装置包括：
数据包接收单元21，用于低轨星座卫星接收到发自于终端的数据包。
路由表查找单元22，用于根据所述数据包查找路由表，并将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中。
可选的，所述路由表查找单元22，还用于将所述路由表设计采用离散化的虚拟拓扑思想，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，以等时间间隔对时间片进行划分。
计算路径单元23，用于读取路由表的默认目的节点及路径信息，计算出4条路径，并将所得路径由运控系统定期上注路由表。
可选的，所述计算路径单元23，还用于将路由表计算基于时间片进行划分，并对某一时刻的网络拓扑进行预报；采用k短路径路由算法生成新的路由表，即对任意两个节点的路径进行计算，找到最短的4条路径；将生成的路径就行排序，把其中的最短路径作为优选路径，次短路径作为备选路径1，第三短的路径作为备选路径2，第四短的路径作为备选路径3。
判断目的卫星单元24，用于判断当前卫星是否是目的卫星，若是，则进入步骤S8，若不是，进入步骤S5。
优选路径判断单元25，用于查询优选路径状态，并判断当前优选路径是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则进入步骤S6。
可选的，所述优选路径判断单元25，还用于卫星节点周期性地向周围卫星节点发送hello数据包，从而得到其链路的局部状态信息，然后通过其静态链路状态数据库判断该链路是否正常通断；若不正常，则卫星需要通过扩散协议向全星座洪散它们之间的链路不可用的链路状态指示信息，收到洪散数据包的卫星需要对其路由表的链路或是路径状态进行更新，并标记为Invalid(无效)。若正常，则标记为Active(激活)。
备选路径判断单元26，用于选择低轨星座卫星上的备选路径作为星间传输路由，并判断备选路径的状态是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则重复S6的步骤。
首选路径转发单元27，用于将距离低轨星座卫星最近的信关站地址作为目的地址添加到数据包包头中；并按首选路径进行下一跳卫星转发，完成数据在星间一跳路由传输过程，继续下一跳路由传输过程，跳回步骤S1。
数据包发送单元28，用于将数据包直接通过馈电链路下发至所述终端，并完成数据在星座网络中的路由过程。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：低轨星座卫星接收到发自于终端的数据包；
S2：根据所述数据包查找路由表，并将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中；
S3：读取路由表的默认目的节点及路径信息，计算出4条路径，并将所得路径由运控系统定期上注路由表；
S4：判断当前卫星是否是目的卫星，若是，则进入步骤S8，若不是，进入步骤S5；
S5：查询优选路径状态，并判断当前优选路径是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则进入步骤S6；
S6：选择低轨星座卫星上的备选路径作为星间传输路由，并判断备选路径的状态是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则重复S6的步骤；
S7：将距离低轨星座卫星最近的信关站地址作为目的地址添加到数据包包头中；并按首选路径进行下一跳卫星转发，完成数据在星间一跳路由传输过程，继续下一跳路由传输过程，跳回步骤S1；
S8：将数据包直接通过馈电链路下发至所述终端，并完成数据在星座网络中的路由过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由表设计采用离散化的虚拟拓扑思想，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，以等时间间隔对时间片进行划分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算出4条路径的步骤，包括：
将路由表计算基于时间片进行划分，并对某一时刻的网络拓扑进行预报；采用k短路径路由算法生成新的路由表，即对任意两个节点的路径进行计算，找到最短的4条路径；
将生成的路径就行排序，把其中的最短路径作为优选路径，次短路径作为备选路径1，第三短的路径作为备选路径2，第四短的路径作为备选路径3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，查询优选路径状态的步骤，包括：
使用Hello协议在卫星上实现发现、建立和维护相邻节点的关系；
卫星节点周期性地向周围卫星节点发送hello数据包，从而得到其链路的局部状态信息，然后通过其静态链路状态数据库判断该链路是否正常通断；
若不正常，则卫星需要通过扩散协议向全星座洪散它们之间的链路不可用的链路状态指示信息，收到洪散数据包的卫星需要对其路由表的链路或是路径状态进行更新，并标记为Invalid(无效)。若正常，则标记为Active(激活)。
5.一种低轨通信卫星星座星间路由选择装置，其特征在于，所述装置包括：
数据包接收单元，用于低轨星座卫星接收到发自于终端的数据包；
路由表查找单元，用于根据所述数据包查找路由表，并将当前卫星源节点默认为源节点，将最近信关站默认为目的节点，作为数据包星间传输的源地址与目的地址添加到数据包包头中；
计算路径单元，用于读取路由表的默认目的节点及路径信息，计算出4条路径，并将所得路径由运控系统定期上注路由表；
判断目的卫星单元，用于判断当前卫星是否是目的卫星，若是，则进入步骤S8，若不是，进入步骤S5；
优选路径判断单元，用于查询优选路径状态，并判断当前优选路径是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则进入步骤S6；
备选路径判断单元，用于选择低轨星座卫星上的备选路径作为星间传输路由，并判断备选路径的状态是否为激活状态，若是激活状态，则进入步骤S7，若不是激活状态，则重复S6的步骤；
首选路径转发单元，用于将距离低轨星座卫星最近的信关站地址作为目的地址添加到数据包包头中；并按首选路径进行下一跳卫星转发，完成数据在星间一跳路由传输过程，继续下一跳路由传输过程，跳回步骤S1；
数据包发送单元，用于将数据包直接通过馈电链路下发至所述终端，并完成数据在星座网络中的路由过程。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述路由表查找单元，还用于将所述路由表设计采用离散化的虚拟拓扑思想，将网络动态拓扑转换为静态拓扑，以等时间间隔对时间片进行划分。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算路径单元，还用于将路由表计算基于时间片进行划分，并对某一时刻的网络拓扑进行预报；采用k短路径路由算法生成新的路由表，即对任意两个节点的路径进行计算，找到最短的4条路径；将生成的路径就行排序，把其中的最短路径作为优选路径，次短路径作为备选路径1，第三短的路径作为备选路径2，第四短的路径作为备选路径3。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述优选路径判断单元，还用于卫星节点周期性地向周围卫星节点发送hello数据包，从而得到其链路的局部状态信息，然后通过其静态链路状态数据库判断该链路是否正常通断；若不正常，则卫星需要通过扩散协议向全星座洪散它们之间的链路不可用的链路状态指示信息，收到洪散数据包的卫星需要对其路由表的链路或是路径状态进行更新，并标记为Invalid(无效)。若正常，则标记为Active(激活)。
CN201911338144.7A 2019-12-23 2019-12-23 一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置 Active CN111211828B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911338144.7A CN111211828B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911338144.7A CN111211828B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111211828A true CN111211828A (zh) 2020-05-29
CN111211828B CN111211828B (zh) 2022-01-04

Family

ID=70788185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911338144.7A Active CN111211828B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111211828B (zh)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111865778A (zh) * 2020-06-24 2020-10-30 北京邮电大学 基于时间标签的卫星激光链路周期性中断解决方法及装置
CN111884935A (zh) * 2020-07-20 2020-11-03 北京交通大学 应用于天地一体化网络的精简协议栈路由和邻居发现方法
CN112217726A (zh) * 2020-10-15 2021-01-12 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种基于Qos保证的空天网络分布式路由方法
CN112311441A (zh) * 2020-09-30 2021-02-02 中国人民解放军陆军工程大学 低轨星座网络中的拥塞避免路由方法
CN112351469A (zh) * 2020-09-23 2021-02-09 北京遥测技术研究所 一种基于星间链路的路由优化方法
CN112511214A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 西安空间无线电技术研究所 基于快照路由的低轨星座星间链路异常时应急转发方法
CN112821940A (zh) * 2021-01-15 2021-05-18 重庆邮电大学 一种基于星间链路属性的卫星网络动态路由方法
CN113055079A (zh) * 2021-03-12 2021-06-29 重庆邮电大学 一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法
CN113489525A (zh) * 2021-04-07 2021-10-08 中国空间技术研究院 一种用于leo卫星星座的路由方法
CN113507314A (zh) * 2021-08-17 2021-10-15 中国科学院微小卫星创新研究院 星间数据传输方法
CN113660024A (zh) * 2021-07-20 2021-11-16 中国空间技术研究院 一种低轨星座网络双层sdn带内控制系统
CN113839705A (zh) * 2021-10-13 2021-12-24 东方红卫星移动通信有限公司 一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法
CN114024594A (zh) * 2021-11-09 2022-02-08 北京中科晶上科技股份有限公司 卫星通信系统的通信方法和装置
CN114070771A (zh) * 2021-11-11 2022-02-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种低轨星座组播路由方法
CN114285457A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 浙江时空道宇科技有限公司 星间业务传输方法、装置、电子设备、介质及产品
CN114598379A (zh) * 2022-03-08 2022-06-07 陕西华路航天科技有限公司 一种星地通信链路频率干扰仿真计算方法
CN114614883A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 中国人民解放军国防科技大学 一种动态异轨复杂星座星间链路路由方法
CN115103360A (zh) * 2022-06-21 2022-09-23 广州爱浦路网络技术有限公司 卫星通信中的用户终端鉴权方法、卫星通信系统、计算机装置及存储介质
CN115277449A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 中国人民解放军国防科技大学 基于opnet的天地一体化网络路由仿真方法及应用
CN115361049A (zh) * 2022-07-04 2022-11-18 西安电子科技大学 一种基于方向约束的路由方法、装置及电子设备
CN115441940A (zh) * 2022-11-10 2022-12-06 北京国电高科科技有限公司 配对卫星的确定方法、卫星星间通信方法及装置
CN115514407A (zh) * 2022-07-28 2022-12-23 鹏城实验室 一种低轨卫星网络路由方法、系统及计算机可读存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100302935A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 Yin Zhang Method and system for resilient routing reconfiguration
US20120263042A1 (en) * 2010-10-04 2012-10-18 Telcordia Technologies, Inc. Method and system for determination of routes in leo satellite networks with bandwidth and priority awareness and adaptive rerouting
CN102932250A (zh) * 2012-10-30 2013-02-13 清华大学 一种基于容错计算机网络结构的无死锁自适应路由方法
CN103166859A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 中国电信股份有限公司 业务路由方法及系统
CN103929782A (zh) * 2014-04-28 2014-07-16 西北工业大学 一种适用于工业无线传感器网络的资源均衡多径路由方法
CN105119838A (zh) * 2015-07-15 2015-12-02 中国人民解放军理工大学 一种非静止轨道卫星网络流量均衡控制方法
CN105637975A (zh) * 2014-09-02 2016-06-01 常勤生 智能移动物联网的绿色通信系统和方法
CN105897329A (zh) * 2016-06-08 2016-08-24 大连大学 基于多目标决策的leo卫星网络多业务路由优化方法
US9832705B1 (en) * 2016-09-02 2017-11-28 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods, systems, and computer readable media for topology management and geographic routing in mobile ad-hoc networks
CN108183744A (zh) * 2018-03-13 2018-06-19 中国人民解放军国防科技大学 一种卫星网络负载均衡路由设计方法
CN109714270A (zh) * 2019-03-07 2019-05-03 西安电子科技大学 基于事件触发的卫星路由负载均衡方法
CN110290066A (zh) * 2019-06-24 2019-09-27 中国空间技术研究院 基于队列监测与拥塞预测的卫星网络动态路由方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100302935A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-02 Yin Zhang Method and system for resilient routing reconfiguration
US20120263042A1 (en) * 2010-10-04 2012-10-18 Telcordia Technologies, Inc. Method and system for determination of routes in leo satellite networks with bandwidth and priority awareness and adaptive rerouting
CN103166859A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 中国电信股份有限公司 业务路由方法及系统
CN102932250A (zh) * 2012-10-30 2013-02-13 清华大学 一种基于容错计算机网络结构的无死锁自适应路由方法
CN103929782A (zh) * 2014-04-28 2014-07-16 西北工业大学 一种适用于工业无线传感器网络的资源均衡多径路由方法
CN105637975A (zh) * 2014-09-02 2016-06-01 常勤生 智能移动物联网的绿色通信系统和方法
CN105119838A (zh) * 2015-07-15 2015-12-02 中国人民解放军理工大学 一种非静止轨道卫星网络流量均衡控制方法
CN105897329A (zh) * 2016-06-08 2016-08-24 大连大学 基于多目标决策的leo卫星网络多业务路由优化方法
US9832705B1 (en) * 2016-09-02 2017-11-28 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods, systems, and computer readable media for topology management and geographic routing in mobile ad-hoc networks
CN108183744A (zh) * 2018-03-13 2018-06-19 中国人民解放军国防科技大学 一种卫星网络负载均衡路由设计方法
CN109714270A (zh) * 2019-03-07 2019-05-03 西安电子科技大学 基于事件触发的卫星路由负载均衡方法
CN110290066A (zh) * 2019-06-24 2019-09-27 中国空间技术研究院 基于队列监测与拥塞预测的卫星网络动态路由方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YIPENG WU: "A Novel DTN Routing Algorithm In The GEO relaying Satellite Network", 《2015 11TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MOBILE AD-HOC AND SENSOR NETWORKS》 *
杨力: "基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由算法", 《通信学报》 *
黄俊: "面向实时业务的卫星网络快照路由优化研究", 《第二十一届计算机工程与工艺年会暨第七届微处理器技术论坛论文集》 *

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111865778B (zh) * 2020-06-24 2021-10-26 北京邮电大学 基于时间标签的卫星激光链路周期性中断解决方法及装置
CN111865778A (zh) * 2020-06-24 2020-10-30 北京邮电大学 基于时间标签的卫星激光链路周期性中断解决方法及装置
CN111884935B (zh) * 2020-07-20 2022-04-19 北京交通大学 应用于天地一体化网络的精简协议栈路由和邻居发现方法
CN111884935A (zh) * 2020-07-20 2020-11-03 北京交通大学 应用于天地一体化网络的精简协议栈路由和邻居发现方法
CN112351469A (zh) * 2020-09-23 2021-02-09 北京遥测技术研究所 一种基于星间链路的路由优化方法
CN112351469B (zh) * 2020-09-23 2023-01-06 北京遥测技术研究所 一种基于星间链路的路由优化方法
CN112311441A (zh) * 2020-09-30 2021-02-02 中国人民解放军陆军工程大学 低轨星座网络中的拥塞避免路由方法
CN112311441B (zh) * 2020-09-30 2022-09-27 中国人民解放军陆军工程大学 低轨星座网络中的拥塞避免路由方法
CN112217726A (zh) * 2020-10-15 2021-01-12 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种基于Qos保证的空天网络分布式路由方法
CN112511214B (zh) * 2020-11-18 2023-03-07 西安空间无线电技术研究所 基于快照路由的低轨星座星间链路异常时应急转发方法
CN112511214A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 西安空间无线电技术研究所 基于快照路由的低轨星座星间链路异常时应急转发方法
CN112821940A (zh) * 2021-01-15 2021-05-18 重庆邮电大学 一种基于星间链路属性的卫星网络动态路由方法
CN113055079A (zh) * 2021-03-12 2021-06-29 重庆邮电大学 一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法
CN113489525A (zh) * 2021-04-07 2021-10-08 中国空间技术研究院 一种用于leo卫星星座的路由方法
CN113660024A (zh) * 2021-07-20 2021-11-16 中国空间技术研究院 一种低轨星座网络双层sdn带内控制系统
CN113507314A (zh) * 2021-08-17 2021-10-15 中国科学院微小卫星创新研究院 星间数据传输方法
CN113839705A (zh) * 2021-10-13 2021-12-24 东方红卫星移动通信有限公司 一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法
CN113839705B (zh) * 2021-10-13 2024-02-02 中国星网网络应用有限公司 一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法
CN114024594A (zh) * 2021-11-09 2022-02-08 北京中科晶上科技股份有限公司 卫星通信系统的通信方法和装置
CN114024594B (zh) * 2021-11-09 2023-10-20 北京中科晶上科技股份有限公司 卫星通信系统的通信方法和装置
CN114070771A (zh) * 2021-11-11 2022-02-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种低轨星座组播路由方法
CN114285457B (zh) * 2021-12-22 2023-04-28 浙江时空道宇科技有限公司 星间业务传输方法、装置、电子设备、介质及产品
CN114285457A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 浙江时空道宇科技有限公司 星间业务传输方法、装置、电子设备、介质及产品
CN114598379A (zh) * 2022-03-08 2022-06-07 陕西华路航天科技有限公司 一种星地通信链路频率干扰仿真计算方法
CN114598379B (zh) * 2022-03-08 2023-02-28 西安衍舆航天科技有限公司 一种星地通信链路频率干扰仿真计算方法
CN114614883B (zh) * 2022-03-17 2023-06-13 中国人民解放军国防科技大学 一种动态异轨复杂星座星间链路路由方法
CN114614883A (zh) * 2022-03-17 2022-06-10 中国人民解放军国防科技大学 一种动态异轨复杂星座星间链路路由方法
CN115103360A (zh) * 2022-06-21 2022-09-23 广州爱浦路网络技术有限公司 卫星通信中的用户终端鉴权方法、卫星通信系统、计算机装置及存储介质
CN115361049A (zh) * 2022-07-04 2022-11-18 西安电子科技大学 一种基于方向约束的路由方法、装置及电子设备
CN115361049B (zh) * 2022-07-04 2024-05-17 西安电子科技大学 一种基于方向约束的路由方法、装置及电子设备
CN115277449A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 中国人民解放军国防科技大学 基于opnet的天地一体化网络路由仿真方法及应用
CN115277449B (zh) * 2022-07-27 2024-03-15 中国人民解放军国防科技大学 基于opnet的天地一体化网络路由仿真方法及应用
CN115514407A (zh) * 2022-07-28 2022-12-23 鹏城实验室 一种低轨卫星网络路由方法、系统及计算机可读存储介质
CN115441940B (zh) * 2022-11-10 2023-01-06 北京国电高科科技有限公司 配对卫星的确定方法、卫星星间通信方法及装置
CN115441940A (zh) * 2022-11-10 2022-12-06 北京国电高科科技有限公司 配对卫星的确定方法、卫星星间通信方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111211828B (zh) 2022-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111211828B (zh) 一种低轨通信卫星星座星间路由选择方法及装置
CN110493130B (zh) 天地一体化网络动静态混合路由方法
CN111953399B (zh) 一种低轨卫星通信网络中的星间路由方法
AU2005292573B2 (en) Method and apparatus for multicast packet distribution in a satellite constellation network
CN101711048B (zh) 移动自组织网络与Internet融合过程中的网关选择方法
CN106788666B (zh) 基于虚拟leo组节点的双层卫星分组路由方法
US20110176416A1 (en) Method for Discovering Multiple Routes in Sensor Networks
CN109714270B (zh) 基于事件触发的卫星路由负载均衡方法
US20120287937A1 (en) Relay device, network system and computer program product
CN109005108B (zh) 一种空间网络路由规划方法及系统
Dong et al. Load balancing routing algorithm based on extended link states in LEO constellation network
CN101102268A (zh) Ip环网,ip环网路由设备,及报文转发方法
EP1506640B1 (en) Distribution scheme for distributing network parameters among network nodes
WO2012087184A1 (en) Energy efficient routing and switching
CN113067627B (zh) 一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法
CN101355486A (zh) 一种路由切换的方法、设备及系统
CN113489525A (zh) 一种用于leo卫星星座的路由方法
US11777844B2 (en) Distributing information in communication networks
Huang et al. An adaptive multipath routing for LEO satellite network
CN110113783B (zh) 一种实现联合感知驱动的卫星网络多跳路由的方法
CN108011661B (zh) 一种卫星网络路由震荡抑制方法和系统
CN114222345B (zh) 路由路径计算方法、装置、电子设备及存储介质
Gruber et al. Ad hoc routing for cellular coverage extension
CN113839705A (zh) 一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法
Lu et al. Quick routing response to link failure in low-earth orbit satellite networks

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
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Pu Hao

Inventor after: Gu Linhai

Inventor after: Liu Hongpeng

Inventor after: Wang Yanfeng

Inventor after: Hu Dan

Inventor before: Pu Hao

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 401120 39-1, Building 1, No. 64, Middle Huangshan Avenue, Yubei District, Chongqing

Patentee after: China Star Network Application Co.,Ltd.

Address before: 401135 No. 618 Liangjiang Avenue, Longxing Town, Yubei District, Chongqing

Patentee before: Dongfanghong Satellite Mobile Communication Co.,Ltd.