CN113259993A - 一种基于meo/leo双层卫星网络的跨层路由方法及通信系统 - Google Patents

一种基于meo/leo双层卫星网络的跨层路由方法及通信系统 Download PDF

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CN113259993A CN202110549498.7A CN202110549498A CN113259993A CN 113259993 A CN113259993 A CN 113259993A CN 202110549498 A CN202110549498 A CN 202110549498A CN 113259993 A CN113259993 A CN 113259993A
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Abstract

本发明提供了一种基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法及系统，以克服现有卫星网络协同传输的问题，解决卫星传输负载分布不均的问题。主要包括以下步骤：步骤1：建立MEO/LEO双层卫星网络系统模型，根据全球业务流量模型进行初始的负载均衡预设；步骤2：根据MEO层卫星的对LEO层卫星的覆盖域，将LEO层卫星划分为多个控制域，每个控制域选出一个管理者MEO卫星；步骤3：建立网络时延模型，管理者MEO卫星计算路由表并分发到LEO层，执行跨层路由算法；步骤4：卫星不断以t周期为周期检测节点的负载情况，根据负载均衡转发模型进行数据传输操作，实现负载均衡。本发明可充分发挥中、低层轨道卫星的不同优势，降低了网络拓扑复杂性和LEO层卫星计算压力。

Description

一种基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法及通信系统
技术领域
本发明涉及一种卫星网络的路由方法及系统，具体地，涉及一种基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法及系统。
背景技术
天地一体化信息网络(简称“天地网”)由卫星网络与地面网络融合而成的宽带大容量网络基础设施。地面网络指由地面站网络、移动通信网络和互联网等共同组成的地球表面网络。卫星网络由各类航天器组成，包括通信卫星(高中低不同轨道、不同通信任务的卫星)、信息获取卫星(SRA、气象和对地观测)、导航卫星(北斗、GPS)等。对于卫星通信系统的巨大潜力，人们希望天地一体化信息传输系统能够传输更多的通信数据，以提升服务质量(Quality of Service,QoS)。
传统的卫星互联网服务提供商，例如美国的HughesNet和Viasat，都使用地球同步地球轨道GEO卫星在全球范围内提供宽带连接。在约为36000km的高度，GEO卫星的优势在于可以覆盖约三分之一的地球表面。但是，GEO卫星的高海拔也有很大的弊端。地面上用户与卫星之间的长距离引入了大约240毫秒的最小单向传播延迟，此延迟是除处理和排队延迟等任何其他延迟之外的。为了进行比较，使用从LA到DC的地面技术的等待时间约为60ms秒。尽管230ms对于纯数据流量而言是可以接受的，但它会导致其他类型的服务的性能显着下降。然而，国际电信联盟(ITU)建议像音频或视频会议之类的应用具有不到150ms的端到端延迟，以保持可接受的服务质量(QoS)。为了与地面互联网竞争，必须通过使卫星更靠近地球来减少延迟。虽然各种功能的卫星不断升空，但受地球静止轨道(GEO)卫星轨位资源紧张等实际因素限制，大部分绕地飞行的卫星并不能与地理位置固定的地球站建立持续的连接。在这种情况下，多层卫星网络(Multi-Layered Satellite Networks,MLSNs)相关的研究成了必然趋势。
同时，由于全球各国、区域的发展水平、地理位置有较大差异，导致全球的流量分布是不均匀的，例如地球两极的流量远小于赤道附近，海洋地区远小于陆地地区。因此会导致在一个拓扑快照内，不同区域之间卫星的负载差异较大，部分卫星链路负载超荷，但部分卫星利用率却极低。要实现多层卫星网络下的高效路由，还存在诸多问题，需要更高效的路由算法来实现不同轨道高度的卫星层协同传输，同时负载不均的问题也亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法及系统，以克服现有卫星网络协同传输的问题，解决卫星传输负载分布不均的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其包括如下步骤：
步骤1：建立MEO/LEO双层卫星网络系统模型，根据全球业务流量模型进行初始的负载均衡预设；
步骤2：根据MEO层卫星的对LEO层卫星的覆盖域，将LEO层卫星划分为多个控制域，每个控制域选出一个管理者MEO卫星；
步骤3：建立网络时延模型，管理者MEO卫星计算路由表并分发到LEO层，执行跨层路由算法；
步骤4：各LEO卫星以及MEO卫星不断以t周期为周期检测节点的负载情况，根据负载均衡转发模型进行数据传输操作，实现负载均衡。
本发明的进一步改进在于，所述步骤1包括：
步骤1.1：LEO层卫星采用极轨道星座，MEO层卫星采用倾斜轨道星座；
步骤1.2：根据各地区流量分布情况，进行初始的负载均衡预设，同时在一定周期内根据历时流量数据对流量分布情况进行加权更新；通过对不同业务优先级的划分，设定一个代价因δ使得低优先级的业务在满足要求的情况下优先使用低负载卫星链路，减少高负荷卫星的负载状况。
本发明的进一步改进在于，所述步骤2中MEO卫星相对于LEO卫星数量更少，覆盖范围更大；根据最短路径路由策略，每个LEO链接到距离自己最近的MEO卫星。
本发明的进一步改进在于，所述步骤2中根据MEO卫星的覆盖域进行控制域划分，根据MEO卫星的负载情况以及LEO传输代价挑选管理者MEO卫星；将LEO卫星划分为多个控制域，每个控制域内的LEO卫星链接到同一个MEO卫星上，该MEO卫星为这个控制域的管理者MEO卫星；管理者MEO卫星负责所属控制域内的LEO卫星的路由表生成、计算、转发以及其内的链路信息的收集。
本发明的进一步改进在于，所述步骤3包括：
步骤3.1：LEO卫星控制域划分：动态的卫星网络被划分成多个静态的拓扑快照tk，在每一个拓扑快照tk的开始阶段，LEO卫星根据自身的候选MEO卫星以及MEO卫星的覆盖域，划分成多个LEO卫星控制域，每个LEO卫星选出一个管理者MEO卫星，并记录在自身所维护的LEO/MEO协同表；
步骤3.2：在每个拓扑快照tk的开始阶段，所有LEO卫星和MEO卫星通过不断地测量其层内邻接卫星链路的链路状态，根据代价函数计算自己的链路状态，生成链路状态报告；MEO卫星自身计算初始路由表后，通过泛洪在MEO层形成MEO路由表；LEO卫星在选出管理者MEO卫星后将自身链路状态报告发送给管理者MEO卫星；
步骤3.3：管理者MEO卫星设定计时器T，定时结束后默认所有链路状态报告接收完毕；管理者MEO卫星在MEO层交换各自控制域内的链路状态报告，计算出LEO路由表，并下发至各自控制域内的LEO卫星，同时告知该定时器周期内的所有管理者MEO卫星编号；
步骤3.4：LEO卫星根据接收到的管理者MEO编号表与自身可达的MEO卫星表进行对照，按照代价大小排序记录中继转发MEO卫星，更新LEO/MEO协同表。
本发明的进一步改进在于，所述步骤4中：
当LEO卫星无负载压力，该节点负载流量按原路径转发，LEO路由表无需修改；
当负载中等时，表示如果不进行负载均衡操作，在周期t的后半段会发生超载，表示LEO卫星有负载压力，需要进行负载均衡操作；
当负载极高时，表示如果不进行负载均衡操作，在周期t的前半段会发生超载，表示LEO卫星负载压力大，需要清空当前的缓冲队列；
对于MEO卫星面对数据流量包有两个选择，若目标在自身管理的控制域，则直接下发到控制域内的LEO卫星；若目标不在自身管理的控制域内，则转发到相应的MEO卫星；
LEO卫星周期性更新自身的MEO/LEO协同表，对表内中继转发MEO卫星进行更新排序。
本发明还包括一种基于MEO/LEO双层卫星网络的通信系统，其包括MEO卫星以及LEO卫星，并采用上述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法进行路由控制。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由，充分发挥中、低层轨道卫星的不同优势，创新性地提出MEO卫星管理LEO卫星组地方式，降低了网络拓扑复杂性和LEO层卫星计算压力。并提出新的负载均衡机制，包括运行前的负载均衡预设与运行中的实时负载均衡，降低了高负荷卫星地复杂压力，提高了低负荷卫星的资源利用率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为MEO/LEO双层卫星网络架构，表明所用MEO/LEO双层网络卫星的拓扑结构。
图2为全球业务流量分布等级示意图，表明流量预设所参照的全球业务流量分布情况。
图3为负载均衡预设示例，用一个简单的实例来表示负载均衡的作用。
图4为MEO/LEO协同传输跨层路由流程图，表明跨层路由算法在MEO卫星层和LEO卫星层的具体实施流程。
图5为负载均衡路径转发示意图，表明负载均衡机制在不同情况下的转发路径。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
下面结合具体实施例对本发明中的技术方案做更加详细的说明。
步骤S1：建立MEO/LEO双层卫星网络系统模型，根据全球业务流量模型进行初始的负载均衡预设；建立MEO/LEO双层卫星网络拓扑，如图1所示，由卫星星座的覆盖带参数和拓扑结构可知，低轨道LEO卫星覆盖整个地球表面需要40-70颗卫星。因此本发明中将全球区域划分为60个业务区，如图2所示，以30°纬度，36°经度作为一个区域Zxy。Zxy，x∈[1，10]且y∈[1,6]。结合各地区的地理位置、发展程度、人口密度、基础设施等因素影响，为每个区域设定业务流量密度等级Lxy。计算每个区域Zxy的每日业务流量总数Fxy如下。
Figure BDA0003074831490000041
其中，n＝6，m＝10，Ftotal为全球每日业务流量总数，∝用于表示业务每日的波动性，在范围[-0.2,0.2]的范围内随机取值，表示区域卫星网络业务流量的波动性。
根据各地区流量分布情况，进行初始的负载均衡预设，同时在一定周期内根据历时流量数据对流量分布情况进行加权更新。通过对不同业务优先级的划分，设定一个代价因δ使得低优先级的业务在满足要求的情况下优先使用低负载卫星链路，减少高负荷卫星的负载状况。具体规则为：
代价因子δ Level1 Level2 Level3 Level4 Level5
高优先级业务 p p p p p
低优先级业务 p+c p+2c p+3c p+4c p+5c
1.高优先级业务通过任何卫星无附加代价；
2.低优先级业务通过高负荷卫星所需代价通过代价因子加成后进行路由计算。
通过全球业务流量模型将卫星负荷分为(1,...,5)五个等级，业务分为两种，高优先级业务和低优先级业务。其代价因子设置如上表。图3是负载均衡预设的一个简单实例，卫星节点SL1的下一跳路由选择有两个，分别为业务密度等级为5的SL2和业务密度等级为2的SL3，两者的时延代价分别为t和1.5t，原本两者均会选择高负荷的SL2作为下一跳目标，通过代价因子的设置，低优先级业务会优先通过低负荷的SL3。该机制是对最终路由表的加权设置，对路由计算过程无影响。
步骤S2：根据MEO层卫星的对LEO层卫星的覆盖域，将LEO层卫星划分为多个控制域，每个控制域选出一个管理者MEO卫星；MEO卫星相对于LEO卫星数量更少，覆盖范围更大。在一些实施例中，根据最短路径路由策略，每个LEO链接到距离自己最近的MEO卫星，本发明在此基础上进行拓展。将LEO卫星划分为多个控制域，每个控制域内的LEO卫星链接到同一个MEO卫星上，称其为这个LEO卫星控制域的管理者。管理者负责所属控制域内的LEO卫星的路由表生成、计算、转发以及其内的链路信息的收集。
由于卫星网络的动态性以及MEO卫星和LEO卫星轨道速度的差异，管理者MEO卫星所覆盖的LEO卫星是随时间发生变化的，因此本发明在每个拓扑快照周期的开始时刻进行控制域划分。特别注意的是，极轨道星座存在反向缝，即当卫星轨道在经过极点后运动方向相反，则存在两个相邻轨道运动反向相反的情况。由于LEO卫星的相对运动速度较高，在采用极轨道星座后，两颗卫星间的层内链接稳定性较差，因此在划分控制域时，要避免将反向缝两侧的卫星划分在同一域内。
理论上来说，在一个静态的拓扑快照内，NX×NY个MEO卫星和nx×ny个LEO卫星可以划分出NX×NY个域，每个控制域内的LEO卫星数量为
Figure BDA0003074831490000061
但是实际上，MEO卫星的覆盖域所包括的LEO卫星数量通常是大于
Figure BDA0003074831490000062
因此在另一些实施例中，与最短路径路由策略所挑选的候选MEO卫星不同的是，在该分层架构中，根据MEO的覆盖域进行控制域划分，根据MEO卫星的负载情况，LEO传输代价等参数挑选管理者MEO卫星，减少控制域数量，解放一定数量的MEO卫星，增加资源利用率。假设单个MEO卫星所能覆盖的LEO卫星数量为NL，则可得覆盖LEO层最少需要的控制域数量(即负责人MEO卫星数量)为
Figure BDA0003074831490000063
于是可以得到单个控制域内的LEO卫星数量范围为
Figure BDA0003074831490000064
控制域数量的范围为
Figure BDA0003074831490000065
这里本文根据控制域内的LEO卫星数量确定控制域的大小和数量。取单个控制域范围内的LEO卫星数量NCZ为：
Figure BDA0003074831490000066
其中m,n为可变参数，由具体仿真环境决定。同时有控制域数量为
Figure BDA0003074831490000067
假设单个LEO所处的MEO卫星覆盖域内的MEO卫星数量为nM。根据LEO卫星和MEO卫星之间可视的对称性，则有：
Figure BDA0003074831490000068
由此可得，一个LEO卫星控制域内所包含的MEO卫星的数量范围在[1，nM]，除去其中的管理者MEO卫星，将冗余的MEO卫星按照一定规则编为中继转发卫星，用作数据转发或负载均衡。值得注意的是，本域的管理者MEO卫星同样也可视为中继转发卫星。每个LEO卫星域选出一个管理者MEO卫星后，将可视范围内的除非本域管理者MEO卫星编为中继转发卫星，按照传输代价排序，LEO卫星在传输链路状态到管理者MEO卫星时，将与中继转发卫星之间的ILLs的连通、负载情况作为报告一部分上传。管理者MEO卫星在进行路由表计算时，考虑报告中的中继转发卫星的链路情况。
步骤S3：建立网络时延模型，管理者MEO卫星计算路由表并分发到LEO层，执行跨层路由算法；在进行路由决策的时候，往往要考虑每次路由所需付出的代价，在不同的优化目标下，不同代价之间的权重也不同。而其中网络时延是极为重要的优化目标，它同时反映了网络容量大小，卫星的物理距离，网络中的流量密度等因素。在本文的网络拓扑中，对网络时延进行建模，主要考虑数据传播时延、数据传输时延、排队时延。
通过两个卫星的坐标求出其相对距离，并进而求出传播时延。即
Figure BDA0003074831490000071
其中，(xs，ys，zs)和(xd，yd，zd)分别表示源卫星和目标卫星的坐标，c表示光速常量。
关于排队时延，假设节点的数据包处理能力为μ，数据包到达服从参数为λ的泊松分布。当节点的处理能力足够时，可得到理论下的稳态时延参数为：
Figure BDA0003074831490000072
其中C为卫星链路容量，packetsize表示数据包大小。
传输时延与链路带宽相关，表示为
Figure BDA0003074831490000073
在卫星网络中，因为卫星之间、卫星与地面站之间的距离较远，且卫星容量较大，因此传输时延相对于传播时延Dtrans与卫星处理时延可以忽略不计。因此对于一个卫星发送数据到另一个卫星的时延代价函数可表示为：
Dtotal＝Ds2d+Dque+Dtrans≈Ds2d+Dque
MEO卫星的处理能力相对于LEO卫星较高，且MEO卫星与LEO卫星之间的距离相较于同层卫星间的距离较长，因此对于LEO卫星与MEO卫星之间的IOLs链接，本文做一定简化处理，假设IOLs链路的带宽无限制，MEO卫星的转发处理时延与传输时延相对于传播时延可忽略不计。由此可以得到LEO到MEO卫星的时延代价函数DM为：
DM≈Ds2d
而对于负责人MEO卫星，需要计算控制域内的LEO路由表，因此需要量化计算LEO路由表的时延Dcalculate，已知单个控制域内的LEO卫星数量为NCZ，卫星节点处理能力为μ，单个卫星节点的数据包到达速率服从参数为λ的泊松分布。由此的到计算时延Dcalculate的表达式为：
Figure BDA0003074831490000074
接下来介绍路由计算的具体内容和流程，首先介绍实现跨层路由算法所用到的三个数据结构：
LEO路由表。下一跳包括地面站、可达LEO卫星、可达MEO卫星。由管理者MEO卫星收集LEO层卫星状态生成LEO路由表。
MEO路由表。MEO路由表由MEO卫星自行计算路由，MEO卫星通过泛洪机制交换路由状态，将MEO层的全局路由表在整个MEO层传播，生成MEO层路由表。
LEO/MEO协同表。每个LEO卫星维护一个LEO/MEO协同表，记录自身所在控制域的管理MEO卫星，并将冗余的中继转发MEO卫星，按照传输代价和MEO负载情况(代价函数)进行排序。
在介绍完三种路由算法中主要的数据结构后，接下来描述路由算法的具体实现流程如下，参照流程图4。
1.LEO卫星控制域划分：动态的卫星网络被划分成多个静态的拓扑快照tk，在每一个tk的开始阶段，LEO卫星根据自身的候选MEO卫星以及MEO卫星的覆盖域，划分成多个LEO卫星控制域，每个卫星选出一个管理者MEO卫星，并记录在自身所维护的LEO/MEO协同表。
2.与此同时在每个tk的开始阶段，所有LEO卫星和MEO卫星通过不断地测量其层内邻接卫星链路的链路状态，根据代价函数计算自己的链路状态，生成链路状态报告。MEO卫星自身计算初始路由表后，通过泛洪在MEO层形成MEO路由表。LEO卫星在选出管理者MEO卫星后将自身链路状态报告发送给管理者。
3.管理者MEO卫星设定计时器T，结束后默认所有链路状态报告接收完毕。管理者MEO卫星在MEO层交换各自域内的链路状态报告，计算出LEO路由表，并下发至各自控制域内的LEO卫星，同时告知该定时器周期内的所有管理者MEO卫星编号。
4.LEO卫星根据接收到的管理者MEO编号表与自身可达的MEO卫星表进行对照，按照代价大小排序记录中继转发MEO卫星，更新LEO/MEO协同表。
步骤S4：如图5所示，卫星不断以t周期为周期检测节点的负载情况，根据负载均衡转发模型进行数据传输操作，实现负载均衡。假设当前卫星的缓冲队列长度为qcur，队列总长度为q0，于是可得队列溢出时间，即丢包时间d为：
Figure BDA0003074831490000091
从上式可知，d越大，则该卫星负荷情况越严重。为此设置负载等级来执行不同的分流操作。
LL(light load):d>t。表示卫星在该周期t内无负载压力，无需执行负载均衡操作，所有数据包按原路径发送。
ML(moderate load):
Figure BDA0003074831490000092
表示卫星有一定负载压力，开始执行负载均衡操作，在原路径维持发送一部分的数据流量发送，并启用中继转发MEO卫星转发负载。同时更新路由表，提高转发代价。
HL(heavy load):
Figure BDA0003074831490000093
表明卫星负载压力极大，执行更高权限的负载均衡操作，以减少当前缓冲队列长度的转发速率在原路径发送流量，剩余流量通过中继转发MEO卫星转发。同时更新路由表，提高转发代价。
在整个卫星网络传输过程中，卫星不断以t周期为周期检测节点的负载情况，根据前一小节中的负载均衡转发模型进行数据传输操作，实现负载均衡。其算法的核心思想如下：
1.当负载等级为LL时，d>t，表示在本周期内不会发生超载的情况，表示LEO卫星无负载压力，故该节点负载流量按源路径转发，LEO路由表无需修改。
2.当负载等级为ML时，
Figure BDA0003074831490000094
表示如果不进行负载均衡操作，在本周期的后半段会发生超载，表示LEO卫星有一定负载压力，需要进行负载均衡操作。LEO卫星查询自身存储的MEO/LEO协同表，选择表内代价最小的中继转发MEO卫星进行转发申请，记为Mtrans，将部分数据包通过Mtrans进行转发，大小为
Figure BDA0003074831490000095
Figure BDA0003074831490000096
其中Qin-Qout表示队列中超载的流量，而
Figure BDA0003074831490000097
与链路负载情况成正比，用于调节转发数据包量。若MEO/LEO协同表中无可用中继转发MEO卫星，则更新LEO卫星与相邻节点的LEO路由表，计算新路由路径，转发超载数据包。
3.当负载等级为HL时，
Figure BDA0003074831490000098
表示如果不进行负载均衡操作，在本周期的前半段就会发生超载，表示LEO卫星负载压力较大，需要清空当前的缓冲队列。同2操作相同，只是转发数据包为Qin。并且MEO/LEO协同表无可用中继转发MEO卫星时，启用管理者MEO卫星Mmanager进行数据包转发，并重新请求计算MEO/LEO协同表。
4.对于MEO卫星带宽充足，不考虑超载问题，在接收到数据包时，根据MEO路由表进行转发，包括两个选择，若目标在自身管理的控制域，则直接下发到控制域内的LEO卫星；若目标不在自身管理的控制域内，则转发到相应的MEO卫星。
5.LEO卫星周期性更新自身的MEO/LEO协同表，对表内中继转发MEO卫星进行更新排序。
本发明的实施例还包括一种基于MEO/LEO双层卫星网络的通信系统，其包括MEO卫星以及LEO卫星，并采用上述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法进行路由控制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：建立MEO/LEO双层卫星网络系统模型，根据全球业务流量模型进行初始的负载均衡预设；
步骤2：根据MEO层卫星的对LEO层卫星的覆盖域，将LEO层卫星划分为多个控制域，每个控制域选出一个管理者MEO卫星；
步骤3：建立网络时延模型，管理者MEO卫星计算路由表并分发到LEO层，执行跨层路由算法；
步骤4：各LEO卫星以及MEO卫星不断以t周期为周期检测节点的负载情况，根据负载均衡转发模型进行数据传输操作，实现负载均衡。
2.根据权利要求1所述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤1.1：LEO层卫星采用极轨道星座，MEO层卫星采用倾斜轨道星座；
步骤1.2：根据各地区流量分布情况，进行初始的负载均衡预设，同时在一定周期内根据历时流量数据对流量分布情况进行加权更新；通过对不同业务优先级的划分，设定一个代价因δ使得低优先级的业务在满足要求的情况下优先使用低负载卫星链路，减少高负荷卫星的负载状况。
3.根据权利要求1所述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其特征在于，所述步骤2中MEO卫星相对于LEO卫星数量更少，覆盖范围更大；根据最短路径路由策略，每个LEO链接到距离自己最近的MEO卫星。
4.根据权利要求1所述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其特征在于，所述步骤2中根据MEO卫星的覆盖域进行控制域划分，根据MEO卫星的负载情况以及LEO传输代价挑选管理者MEO卫星；将LEO卫星划分为多个控制域，每个控制域内的LEO卫星链接到同一个MEO卫星上，该MEO卫星为这个控制域的管理者MEO卫星；管理者MEO卫星负责所属控制域内的LEO卫星的路由表生成、计算、转发以及其内的链路信息的收集。
5.根据权利要求1所述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤3.1：LEO卫星控制域划分：动态的卫星网络被划分成多个静态的拓扑快照tk，在每一个拓扑快照tk的开始阶段，LEO卫星根据自身的候选MEO卫星以及MEO卫星的覆盖域，划分成多个LEO卫星控制域，每个LEO卫星选出一个管理者MEO卫星，并记录在自身所维护的LEO/MEO协同表；
步骤3.2：在每个拓扑快照tk的开始阶段，所有LEO卫星和MEO卫星通过不断地测量其层内邻接卫星链路的链路状态，根据代价函数计算自己的链路状态，生成链路状态报告；MEO卫星自身计算初始路由表后，通过泛洪在MEO层形成MEO路由表；LEO卫星在选出管理者MEO卫星后将自身链路状态报告发送给管理者MEO卫星；
步骤3.3：管理者MEO卫星设定计时器T，定时结束后默认所有链路状态报告接收完毕；管理者MEO卫星在MEO层交换各自控制域内的链路状态报告，计算出LEO路由表，并下发至各自控制域内的LEO卫星，同时告知该定时器周期内的所有管理者MEO卫星编号；
步骤3.4：LEO卫星根据接收到的管理者MEO编号表与自身可达的MEO卫星表进行对照，按照代价大小排序记录中继转发MEO卫星，更新LEO/MEO协同表。
6.根据权利要求1所述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法，其特征在于，所述步骤4中：
当LEO卫星无负载压力，该节点负载流量按原路径转发，LEO路由表无需修改；
当负载中等时，表示如果不进行负载均衡操作，在周期t的后半段会发生超载，表示LEO卫星有负载压力，需要进行负载均衡操作；
当负载极高时，表示如果不进行负载均衡操作，在周期t的前半段会发生超载，表示LEO卫星负载压力大，需要清空当前的缓冲队列；
对于MEO卫星面对数据流量包有两个选择，若目标在自身管理的控制域，则直接下发到控制域内的LEO卫星；若目标不在自身管理的控制域内，则转发到相应的MEO卫星；
LEO卫星周期性更新自身的MEO/LEO协同表，对表内中继转发MEO卫星进行更新排序。
7.一种基于MEO/LEO双层卫星网络的通信系统，其特征在于，包括MEO卫星以及LEO卫星，并采用权利要求1至6中任一所述的基于MEO/LEO双层卫星网络的跨层路由方法进行路由控制。
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