CN114158106A - 用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质 - Google Patents

用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质，涉及卫星组网技术领域，能够降低卫星的资源和存储开销，缓减卫星计算资源受限。本发明包括：获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识；利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量；利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻的且星间链路最短的卫星，作为发出端卫星的下一跳，根据得到的选择结果更新位置路由表。本发明适用于大规模低轨卫星网络的分布式路由。

Description

用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及卫星组网技术领域，尤其涉及用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质。
背景技术
目前，各国都在快速推进新型卫星互联网技术，Starlink、Kuiper等全球卫星宽带服务，已经进入半实用化的状态。我国也积极开展卫星互联网的研究和建设工作，并于2020年11月06日发射了全球第一颗6G卫星，积极开展低轨卫星技术试验。
大规模卫星星座运行在距地面300～1500km之间高度，具有覆盖地域广、受地形影响小、不受自然灾害影响等特点，利用大规模卫星星座构建天基骨干网和用户接入网将是B5G/6G移动通信网络发展的重要方向。但是，也具有星地相对高速运动、拓扑动态性强、星载计算能力受限等问题，而空间链路具有高延时、低带宽、高误码等特点，为海量卫星组网带来了巨大的挑战。
当前低轨卫星组网使用的路由协议分为静态路由和动态路由。但是现有的静态路由策略会消耗大量的星上存储资源和查表开销，而动态路由策略会消耗大量计算资源且难以快速收敛，需要从卫星网络的体系架构领域开展创新型研究。
因此，如何降低卫星的资源和存储开销，缓减卫星计算资源受限的问题，成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质，能够降低卫星的资源和存储开销，缓减卫星计算资源受限。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供的方法，包括：
S1、获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识。
S2、利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量。
S3、利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻的且星间链路最短的卫星，作为发出端卫星的下一跳。
S4、根据S3得到的所述选择结果更新位置路由表。
第二方面，本发明的实施例提供的装置，包括：
空间定位模块，用于获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识。
星间链路管理模块，用于利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量。
处理模块，用于利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻的且星间链路最短的卫星，作为发出端卫星的下一跳。
路由更新模块，用于根据所述选择结果更新位置路由表。
第三方面，本发明的实施例提供一种存储介质，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现本实施例中的方法。
本发明实施例提供的用于卫星网络的分布式路由方法、装置及存储介质，利用相邻卫星之间相对位置，生成星间链路向量，利用源和目的卫星的位置标识及星间链路向量，选择空间距离最短的星间链路确定下一跳。在本发明实施例中，卫星节点无需采集全网链路状态，仅需获取相邻链路状态，利用源、相邻和目的卫星之间的空间位置，选择空间距离最短的卫星作为下一跳，极大降低了全网收敛所需的星载计算资源和时间。此外，本实施例仅计算有转发需求的下一跳，保存最近计算的下一跳，并定期更新有效路由表，保证卫星本地仅存储最近生成的路由表，降低了卫星本地存储空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的卫星的空间位置标识的网格编码示意图；
图2为本发明实施例提供的星间链路的向量标识示意图；
图3为本发明实施例提供的卫星位置与状态检测流程图；
图4为本发明实施例提供的卫星位置与状态检测报文格式示意图；
图5为本发明实施例提供的最短空间路径优先算法执行流程图；
图6为本发明实施例提供的相邻卫星路径选择结构示意图；
图7为本发明实施例提供的位置路由自适应机制执行流程图；
图8为本发明实施例提供的卫星分布式动态组网结构示意图；
图9为本发明实施例提供的方法流程的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本实施例的设计思路，主要是采用空间网格标识和空间最短距离的思想，实现基于空间向量的卫星网络动态路由设计，具体利用当前和目的卫星的位置，选择距离目的卫星最近的相邻卫星作为下一跳，完成转发路径决策，节省卫星的计算和存储开销。在卫星网络的分布式动态组网的情况下，可以针对大规模的卫星组网，实现卫星网络分布式动态路由，以便于卫星节点利用目的位置快速决策转发路径，从而大大降低卫星的资源和存储开销。
本实施例的方法，可以应用在如图8所示的卫星网络的架构上，卫星网络主要由低轨卫星、关口站、卫星网络管控中心和用户终端构成。
低轨卫星，由多层大规模低轨卫星星座组成，同层相邻卫星之间有星间链路连接，形成空间卫星网络，为用户提供数据转发服务。此外，卫星携带有定位装置，能够实时感知自己的位置信息，能够定期更新上报位置信息，能够根据目的位置标识动态计算下一跳，存储有地面关口站的位置标识，能够将用户数据路由到关口站；
关口站可同时连接多颗过顶卫星，部署于全球各地，为附近用户终端提供地面网络接入服务，可配合卫星网络管控中心提供部分网络管控能力，定期更新接入该关口站卫星的位置信息，并同步卫星位置信息到卫星网络管控中心；
卫星网络管控中心用于全网用户终端、关口站、低轨卫星等网络设备的管理，负责用户身份验证、QoS管理和计费管理，实时采集卫星网络设备的状态和位置信息，并向用户终端下发管理策略；
用户终端，部署于地面用户侧，接入过顶卫星，为用户提供宽带网络服务，能够自动采集并上报自己位置信息。本发明实施例提供一种用于卫星网络的分布式路由方法，如图9所示，包括：
S1、获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识。
其中，可以利用空域空间网格标识原理对卫星运动空间进行划分，根据卫星自身携带的定位模块实时采集的经度、纬度和高度等信息，并转换成空间位置标识，用于卫星网络数据转发。具体的，所述获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识，包括：
对所述卫星网络的卫星运动空间进行划分，并利用卫星的定位信息生成空间位置标识，其中，所述定位信息包括：卫星通过所携带的定位模采集的经度、纬度和高度信息。例如：如图1所示的为卫星的空间位置标识的网格编码方式，点P在地面的投影的经纬度为(J,W)，其中东经为正，西经为负，南纬为负，北纬为正。卫星的空间位置标识中可以包括两级网格编码，第1级网格编码，包括：在经纬度上以15度为单位划分1级网格，并在经纬度上形成网眼大小为24×12的网格。比如，分别用英文字母依次标识，经纬度转化为网格的公式如下：
Figure BDA0003380308860000061
Figure BDA0003380308860000062
其中，J表示经度，W表示纬度，m1表示经度网格标识，n1表示纬度网格标识，m1n1表示点P在1级网格的标识。
第2级网格编码，包括：在经纬度上以单位度数为单位划分1级网格，在1级网格的基础上形成网眼大小为15×15的网格，其中，单位度数可以是1度，也可以是其它设定的度数。比如，分别用英文字母标识，经纬转换为2级网格的公式如下：
m2＝[(180+J)rem15]
n2＝[(90+W)rem15]
其中，rem为取余运算，m2表示2级经度网格标识，m2n2表示2级纬度网格标识，m2n2表示点P在2级网格的标识。
S2、利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量。
其中，可以利用卫星空间位置检测报文获取相邻的卫星之间相对位置，相邻的卫星之间相对位置包括：相邻卫星的空间位置标识和所述发出端卫星与所述相邻卫星之间的链路指向。利用所述发出端卫星和所述相邻卫星的空间位置标识和所述链路指向，计算星间链路向量，并将星间链路向量作为星间链路的链路标识。。
在星间链路建立后，可以利用相邻的卫星之间建立的星间链路，定期相互发送位置状态检测报文，其中，在位置状态检测报文中包括：发出所述位置状态检测报文的卫星的定位信息
S3、利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻的且星间链路最短的卫星，作为发出端卫星的下一跳。
可选的，也可以选择一个距离目的卫星的空间距离在预设范围内的与所述发出端卫星相邻的卫星。例如：可以根据卫星之间所建立通信的信道质量、功耗情况、丢包率等指标来灵活设定预设范围，预设范围理解为以一个卫星为中心，向外辐射的一定的范围，而在向外辐射的范围内的卫星，即为与所述发出端卫星相邻的卫星，其中，在向外辐射的范围内的卫星也可以包括与所述发出端卫星相邻的卫星，例如：发出端卫星A与卫星B、C相邻并建立直接的链接，而卫星B又与卫星D建立了直接的链接，但是发出端卫星A与卫星D并未建立直接的链接，而卫星D却又落在了发出端卫星A的预设范围内，则卫星B、C可以称之为与所述发出端卫星A相邻的卫星，但是卫星D则不是与所述发出端卫星A相邻的卫星。实际操作中，向外辐射的最大距离可以调整。可以通过关口站设定具体的数值并向需要调整预设范围的卫星节点发送范围调整命令。
S4、根据S3得到的所述选择结果更新位置路由表。
本实施例主要解决了低轨卫星网络存在的星载计算资源受限和链路动态变化等问题。现有技术中，星载计算能力是制约低轨星座路由选择的瓶颈，一些国产星载处理器主频为数百赫兹。在低轨卫星网络中，动态路由算法需要采集星间链路状态并分布式计算路由，需要消耗大量的星载计算资源，网络需要十几秒才能完成收敛。此外，星间链路的动态变化也加剧了网络收敛的次数，加剧了星载计算资源的消耗。静态路由算法将卫星运动周期划分为多个时间片，在地面预先计算个时间片内的各卫星节点之间的路由，并上注到卫星节点。该方法可以大大降低卫星计算资源，但消耗了星载存储资源，且时间片切换时需要各卫星节点之间进行时间同步，对低轨卫星组网带来了巨大的挑战。
本实施例设计了卫星位置获取和空间位置的标识，利用相邻卫星之间相对位置，生成星间链路向量，利用源和目的卫星的位置标识及星间链路向量，选择空间距离最短的星间链路确定下一跳。在本发明实施例中，卫星节点无需采集全网链路状态，仅需获取相邻链路状态，利用源、相邻和目的卫星之间的空间位置，选择空间距离最短的卫星作为下一跳，极大降低了全网收敛所需的星载计算资源和时间。此外，本实施例仅计算有转发需求的下一跳，保存最近计算的下一跳，并定期更新有效路由表，保证卫星本地仅存储最近生成的路由表，降低了卫星本地存储空间。
本实施例中，在S2中包括：
发出端卫星利用卫星空间位置检测报文，获取相邻的卫星之间相对位置信息，所述相邻的卫星之间相对位置信息包括：相邻卫星的空间位置标识和所述发出端卫星与所述相邻卫星之间的链路指向；利用所述发出端卫星和所述相邻卫星的空间位置标识和所述链路指向，计算星间链路向量，并将星间链路向量作为星间链路的链路标识。
其中，利用卫星之间的坐标差和链路指向，表示星间链路向量，并记录卫星链路的标识，作为数据包在卫星网络内的转发决策的依据。例如图2所示的，包括：
步骤1：卫星利用自身携带的定位模块获得自身的经纬度信息，假设卫星P的位置为(-100.03,-0.08)，卫星Q的位置为(-90,12.93)，卫星将位置的经纬度信息转化为空间位置标识，转换后，P的位置标识为FFOO，卫星Q的位置标识为GGAM，其中A、B、…、Y依次表示1、2、…、24。
步骤2：卫星P利用卫星空间位置检测报文，获取相邻卫星Q的位置标识GGAM，利用卫星P、Q的位置标识，计算空间向量
Figure BDA0003380308860000081
运算结果为AAKN。
步骤3：将空间向量
Figure BDA0003380308860000091
的标识AAKN作为卫星P到卫星Q的星间链路，用于数据转发时的链路标识。
步骤4：卫星P周期性地更新星间链路向量
Figure BDA0003380308860000092
的标识，在链路出现故障时，因无法获得卫星Q的位置标识而无法计算星间链路向量
Figure BDA0003380308860000093
标识，将该星间链路标识置空，即不存在该星间链路。
本实施例中，在S2之后，还包括：
利用利用相邻的卫星之间建立的星间链路，定期相互发送位置状态检测报文，其中，在位置状态检测报文中包括：发出所述位置状态检测报文的卫星的定位信息。
其中，利用相邻卫星彼此建立的星间链路，定期发送向对方发送位置状态检测报文，对方在确认报文内携带自身卫星的定位信息，实现卫星位置同步、链路状态检测和位置流量负载状态。例如图3所示的，包括：
步骤1：假设卫星P和卫星Q为相邻卫星，在卫星P和卫星Q获得位置信息后，将位置信息转化为位置标识，并封装成位置与状态请求包。
步骤2：卫星P周期性地向卫星Q发送位置与状态请求报文，该报文包含卫星P的位置标识和网络状态，发送周期可设定为1秒。同时，卫星Q也周期性地向卫星P发送位置与状态请求报文。
步骤3：卫星Q收到卫星P发送的位置状态报文后，将包含有自身位置标识和网络状态填充到位置状态确认报文，修改包类型，发送至卫星P。
步骤4：当卫星P从发送端口收到卫星Q的位置与状态确认报文时，标记卫星P和卫星Q双向收发正常。否则，标记卫星P和卫星Q之间链路故障。
其中，可以采用如图4所示的卫星位置状态报文的格式，该报文封装在数据链路层，主要包括包类型、包长度、发送间隔、目的LOC、源LOC和可选字段构成。其中，包类型表示该数据包是请求报文还是确认报文。包长度表示该数据包的总长度。目的LOC表示确认卫星填充实时的位置标识，未填充时设置为全0。源LOC表示发送请求报文卫星的实时位置标识，接收卫星收到请求报文后记录该位置标识。发送间隔表示卫星发送位置状态请求的时间间隔，通常设置为1秒。可选字段用于表示卫星链路状态和全网流量变化。
本实施例中，在S3中包括：当所述发出端卫星需要通过中间卫星进行数据转发时，获取所述发出端卫星、中间卫星和目的卫星的空间位置标识，并得到所述发出端卫星与中间卫星之间的空间距离，和中间卫星与所述目的卫星之间的空间距离，其中，所述中间卫星包括至少一个与所述发出端卫星相邻的卫星。利用所述发出端卫星与中间卫星之间的空间距离，和中间卫星与所述目的卫星之间的空间距离，确定最短的星间链路，并将所确定的星间链路中的中间卫星，作为所述发出端卫星的下一跳。实际应用中，“空间距离”可以理解为，基于两个卫星节点的坐标信息所计算得到的最短距离，例如：根据目的卫星Q、当前卫星P及相邻卫星A、B、C、D的位置标识，卫星P利用大圆最短距离公式计算弧度
Figure BDA0003380308860000101
及
Figure BDA0003380308860000102
的最短距离，所计算出来的这些距离都可以称之为空间距离。
其中，所述选择结果包括：在与所述发出端卫星相邻的卫星中的，距离所述目的卫星的空间距离最短的卫星，即选择距离最短的相邻卫星作为下一跳，并根据数据转发需要周期性地计算活跃度高的目的位置的路由信息，保障用户数据快速转发。本实施例中，可以根据空间几何理论，球面上两点之间的最短距离为两点之间的大圆距离。其中，大圆是以球心与球面上任意两点构成的平面跟球面的交线。球面上任意两点P和Q的经纬度分别为(xP,yP)和(xQ,yQ)，
Figure BDA0003380308860000111
的最短距离的计算公式为：
Figure BDA0003380308860000112
C＝sin(yP)*sin(yQ)+cos(yP)*cos(yQ)*cos(α) (2)
其中，北纬表示为正，南纬表示为负，东经表示正，西经表示负，由于P、Q两点可能分别处于东径和西经，经度之差α计算公式如下：
Figure BDA0003380308860000113
进一步的，将经过S3得到的选择结果写入位置路由表之后，所述发出端卫星向所确定的星间链路中的相邻卫星发送更新后的位置路由表。例如：如图5所示的，假设位于北京的地球站向柏林发送数据，地球站在接入过顶卫星P后，根据目的、当前卫星及相邻卫星的空间位置标识，计算转发数据的下一跳。其中，目的位置Q，卫星P的相邻卫星分别为A、B、C、D，结构如如图6所示，最短空间距离优先算法执行步骤如下：
步骤1：卫星P可利用自身位置标识和天线倾角计算所覆盖范围，并根据数据包的目的位置标识判断是否从对地端口转发。如果目的位置标识属于卫星P的覆盖范围，卫星拆开位置标识协议包，根据IP报文发送至地面终端。否则，查询卫星P的转发表的目的位置标识，如果存在目的位置标识匹配，则从相应端口转发数据包，对地端口转发当前卫星P利用定位模块获得自身的当前位置信息。
步骤2：如果不存在目的位置标识表项，根据目的卫星Q、当前卫星P及相邻卫星A、B、C、D的位置标识，卫星P利用大圆最短距离公式计算弧度
Figure BDA0003380308860000114
Figure BDA0003380308860000115
及
Figure BDA0003380308860000116
的最短距离。
步骤3：分别比较四条备选路径
Figure BDA0003380308860000121
和
Figure BDA0003380308860000122
的距离，选择四条备选链路中的达到目的位置的最小值距离，作为转发端口，譬如
Figure BDA0003380308860000123
为最短转发路径，将目的位置标识作为目的，位置标识A作为下一跳，写入位置路由表。
步骤4：当前卫星P将该位置路由表项写入位置路由表后，并将数据包根据该路由表项转发至到卫星A。此外，卫星定期重新计算到该目的位置的路由表。
本实施例中，进一步的还包括：
所述发出端卫星检测当前的位置路由表中记录的星间链路是否发生故障或拥塞，若是则将发生故障或拥塞的星间链路对应的端口作故障标记。例如：卫星P与卫星A之间星间链路发送故障或拥塞时，将该星间链路对应的端口1标识为故障或拥塞。获取其它的相邻卫星所在的星间链路的距离，确定最短的星间链路中的相邻卫星，作为所述发出端卫星的下一跳，并更新位置路由表，所述其它的相邻卫星不包括：存在故障标记的端口所对应的星间链路上的，与所述发出端卫星相邻的卫星。当发生故障或拥塞的星间链路恢复后，将恢复后的星间链路作为备选路径并更新位置路由表。
其中，利用卫星空间检测机制，识别卫星的故障或拥塞链路，避免数据从故障链路和拥塞链路转发，例如：如图7所示的位置路由自适应机制，假设当前卫星为P，链路故障或拥塞所连接的卫星为A，连接故障或拥塞的卫星A的端口为1，位置路由自适应机制的执行步骤如下：
步骤1：卫星P利用卫星链路检测协议检测与其相邻卫星之间的链路状态。当发现卫星P与卫星A之间星间链路发送故障或拥塞时，将该星间链路对应的端口1标识为故障或拥塞。
步骤2：更新位置路由表，为从端口1转发的目的位置标识重新计算位置路由表。选择下一跳为A的位置路由表项，根据目的位置标识，利用空间距离最短优先算法重新计算位置路由表项，备选路径下一跳为另外三颗卫星，形成新的位置路由表项，卫星P按照数据包的目的地址转发。
步骤3：当该链路的故障或拥塞恢复正常后，卫星P将该链路所对应的端口1标识为正常，在需要为数据包计算空间最短路径时，将卫星A作为备选路径，计算位置路由表项。
在目前已有的技术中，当前低轨卫星组网使用的路由协议有静态和动态路由算法。静态路由算法主要将卫星网络运行的时间和空间划分为多个时间片或空间区域，将卫星网络的动态拓扑转化为多个静态的拓扑，将变化复杂的网络拓扑转化成简单的静态路由的方法，主要分为虚拟拓扑路由和虚拟节点路由。动态路由算法通过实时采集全部或局部网络状态信息形成稳定的网络拓扑，利用节点自身的计算能力搜索最优路由路径，并根据卫星网络的动态变化实时调整星间路由，主要包括按需路由、多路径自适应路由和链路信息动态交互路由等。针对新型卫星网络规模庞大、网络高动态时变和星载资源受限等问题，现有静态路由策略会消耗大量的星上存储资源和查表开销，而动态路由策略会消耗大量计算资源且难以快速收敛，需要从卫星网络的体系架构领域开展创新型研究。
低轨卫星网络路由算法包括周期分割法、覆盖区域分割法及动态拓扑更新方法等。系统周期分割法的基本思想是按照星座运动周期和网络拓扑变化规律划分为多个拓扑，保证每个时间间隔内的网络拓扑静止不变，快照划分方法主要有链路通断快照划分方法和等时间间隔快照划分方法。覆盖区域分割法是利用卫星运动的周期性，对地球表面进行区域划分，并为区域划分逻辑地址，屏蔽了卫星拓扑的变化。动态拓扑更新法通过卫星节点间交换网络状态信息，获取实时的拓扑结构计算路由的方法，能够很好地响应卫星故障、链路拥塞等状况，增强低轨卫星网络的自适应性和鲁棒性。
本实施例在覆盖区域分割法的基础上，利用空间网格标识和空间最短距离的思想，实现基于空间向量的卫星网络动态路由设计。卫星节点利用目的位置快速决策转发路径，大大降低了卫星的资源和存储开销，符合卫星计算资源受限特征。
本实施例还提供一种用于卫星网络的分布式路由装置，该装置可以部署在每个卫星上，该装置可以通过计算机程序设计各个功能模块。该装置包括：
空间定位模块，用于获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识。
星间链路管理模块，用于利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量。
处理模块，用于利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻的且星间链路最短的卫星，作为发出端卫星的下一跳。
路由更新模块，用于根据所述选择结果更新位置路由表。
本发明的实施例还提供一种存储介质，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现本实施例中的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于卫星网络的分布式路由方法，其特征在于，包括：
S1、获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识；
S2、利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量；
S3、利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻并且星间链路最短的卫星，作为所述发出端卫星的下一跳；
S4、根据S3得到的所述选择结果更新位置路由表。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1中包括：对所述卫星网络的卫星运动空间进行划分，并利用卫星的定位信息生成空间位置标识，其中，所述定位信息包括：卫星的经度和纬度；卫星的空间位置标识中包括两级网格编码。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两级网络编码包括第一级网格编码，所述第一级网络编码包括：
在经纬度上以15度为单位划分1级网格，并在经纬度上形成网眼大小为24×12的网格，其中：
Figure FDA0003380308850000011
Figure FDA0003380308850000012
J表示卫星的经度，W表示卫星的纬度，m1表示经度网格标识，n1表示纬度网格标识，m1n1表示点P在1级网格的标识。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述两级网络编码还包括第二级网格编码，所述第二级网络编码包括：在经纬度上以单位度数为单位划分1级网格，在1级网格的基础上形成网眼大小为15×15的网格，其中：
m2＝[(180+J)rem15]
n2＝[(90+W)rem15]
rem为取余运算，m2表示2级经度网格标识，n2表示2级纬度网格标识，m2n2表示点P在2级网格的标识。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中包括：
发出端卫星利用卫星空间位置检测报文，获取相邻的卫星之间的相对位置信息，所述相邻的卫星之间相对位置信息包括：相邻的卫星的空间位置标识和所述发出端卫星与相邻的卫星之间的链路指向；
利用所述发出端卫星和所述相邻卫星的空间位置标识和所述链路指向，计算星间链路向量，并将星间链路向量作为星间链路的链路标识。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2之后，还包括：
利用相邻的卫星之间建立的星间链路，定期相互发送位置状态检测报文，其中，在位置状态检测报文中包括：发出所述位置状态检测报文的卫星的定位信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在S3中包括：
当所述发出端卫星需要通过中间卫星进行数据转发时，获取所述发出端卫星、中间卫星和目的卫星的空间位置标识，并得到所述发出端卫星与中间卫星之间的空间距离，和中间卫星与所述目的卫星之间的空间距离，其中，所述中间卫星包括至少一个与所述发出端卫星相邻的卫星；
利用所述发出端卫星与中间卫星之间的空间距离，和中间卫星与所述目的卫星之间的空间距离，确定最短的星间链路，并将所确定的星间链路中的中间卫星，作为所述发出端卫星的下一跳。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择结果包括：在与所述发出端卫星相邻的卫星中的，距离所述目的卫星的空间距离最短的卫星。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
将经过S3得到的所述选择结果写入位置路由表之后，所述发出端卫星向所确定的星间链路中的相邻卫星发送更新后的位置路由表。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述发出端卫星检测当前的位置路由表中记录的星间链路是否发生故障或拥塞，若是则将发生故障或拥塞的星间链路对应的端口作故障标记；
获取其它的相邻卫星所在的星间链路的距离，确定最短的星间链路中的相邻卫星，作为所述发出端卫星的下一跳，并更新位置路由表，所述其它的相邻卫星不包括：存在故障标记的端口所对应的星间链路上的，与所述发出端卫星相邻的卫星；
当发生故障或拥塞的星间链路恢复后，将恢复后的星间链路作为备选路径并更新位置路由表。
11.一种用于卫星网络的分布式路由装置，其特征在于，包括：
空间定位模块，用于获取所述卫星网络中卫星的空间位置标识；
星间链路管理模块，用于利用相邻的卫星之间相对位置，生成星间链路向量；
处理模块，用于利用星间链路向量和发出端卫星的空间位置标识，获取与所述发出端卫星相邻的且星间链路最短的卫星，作为发出端卫星的下一跳；
路由更新模块，用于根据所述选择结果更新位置路由表。
12.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，实现如权利要求1至10中任一项所述的方法。
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