CN114978275A - 针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星 - Google Patents
针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114978275A CN114978275A CN202210361336.5A CN202210361336A CN114978275A CN 114978275 A CN114978275 A CN 114978275A CN 202210361336 A CN202210361336 A CN 202210361336A CN 114978275 A CN114978275 A CN 114978275A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- state information
- link
- link state
- inter
- 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.)
- Pending
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract description 12
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 97
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 241001183967 Isodon Species 0.000 claims abstract description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 49
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 23
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 10
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 206010019345 Heat stroke Diseases 0.000 description 2
- 208000007180 Sunstroke Diseases 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
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
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
-
- 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
- H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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)
Abstract
本申请提供了一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星，用于通过结合静态的日凌链路状态信息以及动态的异常链路状态信息，高效且精确地生成路表。方法包括：第一卫星获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下第一卫星与第二卫星之间的链路状态，第二卫星包括第一卫星的相邻卫星，第二卫星的数量为多个；第一卫星更新异常链路状态信息，异常链路状态信息用于指示第一卫星与第二卫星之间的实时链路状态；第一卫星融合日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；第一卫星基于星间链路状态信息，生成路由表，路由表用于指示第一卫星到第二卫星的最短网络路径。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域，具体涉及一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星。
背景技术
随着高分子相机、合成孔径雷达和大容量卫星通信等空间技术的发展，各种航天器的信息传输数量呈指数级增长，目前卫星主要采用的微波为主的通信手段已难以满足相应的需要；另外，空间微波频段的频率资源十分宝贵，近年来通信卫星的数量的不断增多，卫星通信的频率资源，尤其是应用于星间链路的频率资源已经供不应求。基于这两方面原因，促使业界向激光通信方向发展。
空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式，具有传输速率快、通信容量大、抗干扰能力强、安全保密性高、系统终端体积小、质量轻、功耗低等优势，成为未来卫星通信链路的发展趋势之一，并引发了各航天强国的研究热潮。虽然星间激光传输具有多种优势，但是目前的激光通信载荷技术仍然难以避免日凌问题，在发生日凌现象时，星间链路的中断会导致网络的拓扑结构发生变化，这就需求星间路由算法可以适应这种变化，同步的更新自身的路由表，避免传输路径失效。
而在现有的相关技术的研究过程中，发明人发现，由于星间激光通信载荷仍处于发展阶段，技术成熟度相对较低，真正在轨应用的卫星少之又少，且大部分仍处于技术验证阶段，不涉及组网路由的问题，因此在工程上对低轨卫星网络中日凌问题导致路由变化的研究极少，从而难以高效、稳定地解决日凌问题对路由的影响。
发明内容
本申请提供了一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星，用于通过结合静态的日凌链路状态信息以及动态的异常链路状态信息，高效且精确地生成路表，从而解决现有技术中难以解决的日凌问题对路由的影响。
第一方面，本申请提供了一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法，方法包括：
第一卫星获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，日凌链路状态信息由地面处理中心处理得到，日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下第一卫星与第二卫星之间的链路状态，第二卫星包括第一卫星的相邻卫星，第二卫星的数量为多个；
第一卫星更新异常链路状态信息，异常链路状态信息用于指示第一卫星与第二卫星之间的实时链路状态；
第一卫星融合日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；
第一卫星基于星间链路状态信息，生成路由表，路由表用于指示第一卫星到第二卫星的最短网络路径。
结合本申请第一方面，在本申请第一方面第一种可能的实现方式中，日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，都采用邻接矩阵的方式进行表示，在邻接矩阵中，1表示链路连通状态，0表示链路中断状态。
结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第二种可能的实现方式中，第一卫星融合日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，得到星间链路状态信息，包括：
第一卫星对日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，进行与运算处理，得到同样是邻接矩阵形式的星间链路状态信息。
结合本申请第一方面，在本申请第一方面第三种可能的实现方式中，第一卫星基于星间链路状态信息，生成路由表，包括：
第一卫星基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理；
第一卫星将搜索结果转化为路由表。
结合本申请第一方面第三种可能的实现方式，在本申请第一方面第四种可能的实现方式中，第一卫星基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理，包括：
第一卫星在迪杰斯特拉算法的搜索原理下，基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理。
结合本申请第一方面，在本申请第一方面第五种可能的实现方式中，第一卫星更新异常链路状态信息，包括：
第一卫星周期性地向相邻卫星发送链路检测信号，若未收到回应信号，则第一卫星确定链路中断状态，若收到回应信号，则第一卫星确定链路连通状态；
第一卫星基于自身获得的链路检测信号回应结果以及第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息，更新异常链路状态信息，第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息是由第二卫星自身获得的。
结合本申请第一方面第五种可能的实现方式，在本申请第一方面第六种可能的实现方式中，方法还包括：
第一卫星在卫星拓扑结构中广播异常链路状态信息，使得第二卫星根据接收到的异常链路状态信息结合自身处理的链路检测信号回应结果生成对应的异常链路状态信息。
第二方面，本申请提供了一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置，装置包括：
获取单元，用于获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，日凌链路状态信息由地面处理中心处理得到，日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下第一卫星与第二卫星之间的链路状态，第二卫星包括第一卫星的相邻卫星，第二卫星的数量为多个；
更新单元，用于更新异常链路状态信息，异常链路状态信息用于指示第一卫星与第二卫星之间的实时链路状态；
融合单元，用于融合日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；
生成单元，用于基于星间链路状态信息，生成路由表，路由表用于指示第一卫星到第二卫星的最短网络路径。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式中，日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，都采用邻接矩阵的方式进行表示，在邻接矩阵中，1表示链路连通状态，0表示链路中断状态。
结合本申请第二方面第一种可能的实现方式，在本申请第二方面第二种可能的实现方式中，融合单元，具体用于：
对日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，进行与运算处理，得到同样是邻接矩阵形式的星间链路状态信息。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第三种可能的实现方式中，生成单元，具体用于：
基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理；
将搜索结果转化为路由表。
结合本申请第二方面第三种可能的实现方式，在本申请第二方面第四种可能的实现方式中，生成单元，具体用于：
在迪杰斯特拉算法的搜索原理下，基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第五种可能的实现方式中，更新单元，具体用于：
周期性地向相邻卫星发送链路检测信号，若未收到回应信号，则第一卫星确定链路中断状态，若收到回应信号，则第一卫星确定链路连通状态；
基于自身获得的链路检测信号回应结果以及第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息，更新异常链路状态信息，第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息是由第二卫星自身获得的。
结合本申请第二方面第五种可能的实现方式，在本申请第二方面第六种可能的实现方式中，装置还包括广播单元，用于：
在卫星拓扑结构中广播异常链路状态信息，使得第二卫星根据接收到的异常链路状态信息结合自身处理的链路检测信号回应结果生成对应的异常链路状态信息。
第三方面，本申请提供了一种卫星，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有多条指令，指令适于处理器进行加载，以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
从以上内容可得出，本申请具有以下的有益效果：
针对于低轨卫星网络的日凌问题，本申请一方面获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，另一方面更新异常链路状态信息，此时通过融合静态的日凌链路状态信息以及动态的异常链路状态信息，得到星间链路状态信息，再由该星间链路状态信息生成路由表，如此高效且精确地生成路由表，在该路由表的处理过程中，兼顾地面处理中心对日凌现象推测的有效链路状态以及卫星推测的自身实时链路状态，从而解决现有技术中难以解决的日凌问题对路由的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。
图1为本申请针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的一种流程示意图；
图2为本申请领接矩阵的一种数据结构示意图；
图3为本申请路由表生成处理的一种场景示意图；
图4为本申请触发更新路由表的一种场景示意图；
图5为本申请广播机制的一种场景示意图；
图6为本申请广播机制的又一种场景示意图；
图7为本申请广播机制的又一种场景示意图；
图8为本申请广播机制的又一种场景示意图；
图9为本申请针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置的一种结构示意图；
图10为本申请卫星的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。
在介绍本申请提供的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法之前，首先介绍本申请所涉及的背景内容。
本申请提供的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置以及计算机可读存储介质，可应用于卫星，用于通过结合静态的日凌链路状态信息以及动态的异常链路状态信息，高效且精确地生成路表，从而解决现有技术中难以解决的日凌问题对路由的影响。
本申请提及的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法，其执行主体可以为针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置，或者集成了该针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置的卫星。其中，针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置可以采用硬件或者软件的方式实现。
下面，开始介绍本申请提供的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法。
首先，参阅图1，图1示出了本申请针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的一种流程示意图，本申请提供的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法，具体可包括如下步骤S101至步骤S104：
步骤S101，第一卫星获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，日凌链路状态信息由地面处理中心处理得到，日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下第一卫星与第二卫星之间的链路状态，第二卫星包括第一卫星的相邻卫星，第二卫星的数量为多个；
可以理解，在本申请中，日凌现象对星间链路状态的影响的推算、推测，具体可以交由处于地面的地面处理中心进行处理，该地面处理中心可以理解为低轨卫星通信网络中进行集中控制的设备集群，而地面处理中心可以通过地面站与卫星之间的通信链路，将处理得到的日凌链路状态信息发送至天上的卫星，该过程可以称为信息的上注处理。
可以理解的是，对于日凌链路状态信息，是以整体层面的角度来处理的，如此，天上各卫星从地面获取到的日凌链路状态信息，是通用的，或者说是相应的。
其中，日凌链路状态信息，可以理解为是在特定时长范围(时间片区)内日凌现象对星间链路状态的影响相对不变的情况下进行处理的，从而，每次卫星接收到的日凌链路状态信息，既可能只是一个时间片区的具体日凌链路状态信息，也可能是包含了多个时间片区的具体日凌链路状态信息，例如，每次接收到的日凌链路状态信息还可配置有开始时间和结束时间，卫星依据当前时刻选择对应的具体日凌链路状态信息。
更通俗点来讲，日凌链路状态信息，是本申请针对日凌中断变化块的特点，采用快照的思想，周期性地上注静态的日凌链路状态信息至卫星，以此反应日凌造成的拓扑关系变化(星间链路变化情况)。
而卫星在接收到地面控制中心发送过来的日凌链路状态信息后，即可根据其描述内容，确定在低轨卫星通信网络中对应的星间链路情况，为后续的路由计算提供一部分的数据依据。
步骤S102，第一卫星更新异常链路状态信息，异常链路状态信息用于指示第一卫星与第二卫星之间的实时链路状态；
另一方面，对于卫星本身，其还在天上推算、推测自身与其他卫星之间的星间链路情况，其处理结果记为异常链路状态信息，是从实时角度反映的卫星自身确定的星间链路情况，确定是否存在突发的链路中断情况，如此实现以卫星自身为中心的实时星间链路状态的处理，为后续的路由计算提供一部分的数据依据。
步骤S103，第一卫星融合日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；
此时，在得到了静态的日凌链路状态信息以及异常链路状态信息后，天上的卫星即可融合两者，生成一新的链路状态信息，记为星间链路状态信息，在该星间链路状态信息中，兼顾了地面处理中心对日凌现象推测的有效链路状态以及卫星推测的自身实时链路状态，从整体层面上确定出既不受日凌现象影响也不受其他环境条件影响的星间链路。
步骤S104，第一卫星基于星间链路状态信息，生成路由表，路由表用于指示第一卫星到第二卫星的最短网络路径。
可以理解的是，在获得了星间链路状态信息后，此时卫星则可继续对其进行加工，针对后续进行星间通信所需确定的网络路径，尤其是最短网络路径，加工成可供使用的路由表，如此完成路由信息的处理工作。
其中，需要理解的是，对于路由表的生成，若已存在历史时间点生成的路由表，则新生成的路由表则可覆盖原本的路由表，如此，完成一次路由表的更新操作，而对于生成该新路由表所需的日凌链路状态信息等信息，则可理解为链路状态维护操作得到的信息。
举例而言，本申请所涉及的路由表，可以为下表1所示结构：
表1-路由表
| 目的地址 | 下一跳地址 | 跳数 |
| 01星 | X1星 | M1 |
| 02星 | X2星 | M2 |
| … | … | … |
| N星 | XN星 | MN |
从上面所示实施例可看出，针对于低轨卫星网络的日凌问题，本申请一方面获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，另一方面更新异常链路状态信息，此时通过融合静态的日凌链路状态信息以及动态的异常链路状态信息，得到星间链路状态信息，再由该星间链路状态信息生成路由表，如此高效且精确地生成路由表，在该路由表的处理过程中，兼顾地面处理中心对日凌现象推测的有效链路状态以及卫星推测的自身实时链路状态，从而解决现有技术中难以解决的日凌问题对路由的影响。
继续对上述图1所示实施例的各个步骤及其在实际应用中可能的实现方式进行详细阐述。
在实际应用中，作为一种适于实用的实现方式，对于上面涉及的日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，为方便数据的生成、调取以及加工，具体可以都采用邻接矩阵的方式进行表示，在邻接矩阵中，1表示链路连通状态，0表示链路中断状态。
具体的，还可参考图2示出的本申请领接矩阵的一种数据结构示意图进行理解。
此外，作为又一种适于实用的实现方式，在日凌链路状态信息以及异常链路状态信息都为邻接矩阵的情况下，本申请还配置有更为便捷的星间链路状态信息的生成处理机制，即：
第一卫星对日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，进行与运算处理，得到同样是邻接矩阵形式的星间链路状态信息。
将日凌链路状态信息记为日凌邻接矩阵，将异常链路状态信息记为异常邻接矩阵，由于两者对于矩阵中的每段星间链路是用“1”或者“0”来表示是否连通的，因此，可对两者相同位置的星间链路的连通状态标识进行与运算，在两个邻接矩阵都为1的连通状态，方可生成1的连通状态，反之，若存在一个0或者都为0，则生成0的中断状态，在该处理方式下，可以具有高效的处理效率。
而对于星间链路状态信息到路由表的数据处理工作，可以理解为数据形式的转化，而在转化过程中，具体还可涉及到最短网络路径的搜索处理，即，图1所示实施例的步骤S103，可以包括以下内容：
第一卫星基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理；
第一卫星将搜索结果转化为路由表。
其中，本申请所称的网络路径，包括最短网络路径，是以卫星为单位形成的网络路径，例如A卫星到F卫星再到O卫星的网络路径，是在星间链路状态的基础上形成的，而在不同的网络路径中，基于通信的低成本运行需求，则尽可能采用最短网络路径来完成卫星之前的数据传输(星间通信)。
可以理解的是，在搜索处理的具体过程中，可以采用不同的搜索算法，以达到搜索最短网络路径的目的。
作为又一种适于实用的实现方式，本申请采用了迪杰斯特拉(Dijkstra)算法，即第一卫星在迪杰斯特拉算法的搜索原理下，基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理。
对于迪杰斯特拉算法，可以理解为，是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法，解决的是有权图中最短路径问题，迪杰斯特拉算法主要特点是从起始点开始，采用贪心算法的策略，每次遍历到始点距离最近且未访问过的顶点的邻接节点，直到扩展到终点为止，对于本申请所涉及的星间最短网络路径的搜索，具有高度的适配性，因此可带来高效且精确的搜索效果。
对于以上内容，则还可参考图3示出的本申请路由表生成处理的一种场景示意图进行理解。
而回到卫星自身对实时通信链路的异常检测处理，即，异常链路状态信息的处理，具体则可由链路检测信号的回应机制实现，例如可以参考以下内容：
第一卫星周期性地向相邻卫星发送链路检测信号，若未收到回应信号，则第一卫星确定链路中断状态，若收到回应信号，则第一卫星确定链路连通状态；
第一卫星基于自身获得的链路检测信号回应结果以及第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息，更新异常链路状态信息，第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息是由第二卫星自身获得的。
可以发现的是，此处本申请卫星对于异常链路状态信息的处理，并不是简单地通过卫星向低轨卫星通信网络中的其他卫星发送链路检测信号是否可以得到有效回应，来确定星间链路情况的，本申请在实际操作中，认为该方式存在一定程度上的不精确且耗时耗力的问题，在低轨卫星通信网络中，往往包含了众多卫星，卫星之间的距离很可能非常的远，若高频次、远距离进行链路检测信号的发送以及反馈处理，在信号的传输精度、传输时长以及传输成本上都可能存在不小的问题。
相较之下，本申请则引入相邻星间链路的链路检测处理，从单个的卫星来看，本地卫星只对相邻卫星发送链路检测信号(例如HELLO包)，并通过是否可以收到相邻卫星的回应信号(例如也是HELLO包)来确定与相邻卫星之间的星间链路是否正常；而从整体层面来看，每个卫星都只对自身与其相邻卫星之间的星间链路情况进行检测，如此检测结果也可覆盖全网络的星间链路情况，仅需在卫星之间同步各自的小范围的链路检测结果即可。
如此，可保兼顾传输精度、传输时长以及传输成本，促使异常链路状态信息的精确、高效、低成本的实现。
此外，在该机制下，也可适配于实际应用中的异常链路状态信息的自主更新处理，即，若卫星发现自身与相邻卫星之间的星间链路出现异常，则可迅速的更新异常链路状态信息，并进行全网同步，促使其他卫星也更新其异常链路状态信息，进而促进全网各卫星自主更新其相应的路由表，保障全网的星间通信质量。
与此同时，上面是以第一卫星为视角进行的异常链路状态信息的处理的，应当理解的是，其他卫星侧也在进行的异常链路状态信息的处理，相应的，第一卫星还可在卫星拓扑结构中广播异常链路状态信息，使得第二卫星根据接收到的异常链路状态信息结合自身处理的链路检测信号回应结果生成对应的异常链路状态信息。
进一步的，为方便理解，还以一组实例进行示例性说明。
参阅图4示出的本申请触发更新路由表的一种场景示意图，在正常工作周期中，每一个日凌邻接矩阵都具有失效性，在前一个矩阵超时失效后，卫星切换到下一矩阵，并同步更新星间邻接矩阵，重新计算路由表。
而随动态的链路状态检测确定存在实时的链路异常情况时，即，卫星在非日凌时刻连续三个周期未接收到HELLO包(响应信号)时，触发异常中断更新。
在低轨卫星通信网络中，检测到链路变化的卫星节点，生成异常链路状态信息并洪泛，异常链路状态信息描述了源节点到其邻居节点的链路状态，具体可以包含以下三个要素：
1.发起这条链路状态信息的卫星节点(后统称为源节点)的编号，；
2.源节点所有邻接节点的编号；
3.源节点与其邻接节点的链路状态。
作为一个实例，异常链路状态信息的内容可以如下表2：
表2-异常链路状态信息实例
而其他卫星节点接收到异常链路状态信息后，依据接收到的该异常链路状态信息更新本地的异常链路状态信息，并依据最短路径原则，重新计算自身的路由表，与此同时，本地的异常链路状态信息的更新消息又可通过广播机制扩散到全网所有节点，如此所有节点均更新了各自的、本地的异常链路状态信息，继而实现各自的、本地的路由收敛。
为方便理解，还可结合图5至图8依次示出的本申请广播机制的场景示意图，来理解上面内容中根据本地的异常中断触发全网更新路由表的方案效果。
以上是本申请提供针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的介绍，为便于更好的实施本申请提供的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法，本申请还从功能模块角度提供了一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置。
参阅图9，图4为本申请针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置的一种结构示意图，在本申请中，针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置900具体可包括如下结构：
获取单元901，用于获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，日凌链路状态信息由地面处理中心处理得到，日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下第一卫星与第二卫星之间的链路状态，第二卫星包括第一卫星的相邻卫星，第二卫星的数量为多个；
更新单元902，用于更新异常链路状态信息，异常链路状态信息用于指示第一卫星与第二卫星之间的实时链路状态；
融合单元903，用于融合日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；
生成单元904，用于基于星间链路状态信息，生成路由表，路由表用于指示第一卫星到第二卫星的最短网络路径。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式中，日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，都采用邻接矩阵的方式进行表示，在邻接矩阵中，1表示链路连通状态，0表示链路中断状态。
结合本申请第二方面第一种可能的实现方式，在本申请第二方面第二种可能的实现方式中，融合单元903，具体用于：
对日凌链路状态信息以及异常链路状态信息，进行与运算处理，得到同样是邻接矩阵形式的星间链路状态信息。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第三种可能的实现方式中，生成单元904，具体用于：
基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理；
将搜索结果转化为路由表。
结合本申请第二方面第三种可能的实现方式，在本申请第二方面第四种可能的实现方式中，生成单元904，具体用于：
在迪杰斯特拉算法的搜索原理下，基于星间链路状态信息，对第一卫星到第二卫星的最短网络路径进行搜索处理。
结合本申请第二方面，在本申请第二方面第五种可能的实现方式中，更新单元，具体用于902：
周期性地向相邻卫星发送链路检测信号，若未收到回应信号，则第一卫星确定链路中断状态，若收到回应信号，则第一卫星确定链路连通状态；
基于自身获得的链路检测信号回应结果以及第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息，更新异常链路状态信息，第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息是由第二卫星自身获得的。
结合本申请第二方面第五种可能的实现方式，在本申请第二方面第六种可能的实现方式中，装置还包括广播单元905，用于：
在卫星拓扑结构中广播异常链路状态信息，使得第二卫星根据接收到的异常链路状态信息结合自身处理的链路检测信号回应结果生成对应的异常链路状态信息。
本申请还从硬件结构角度提供了一种卫星，参阅图10，图10示出了本申请卫星的一种结构示意图，具体的，本申请卫星可包括处理器1001、存储器1002以及输入输出设备1003，处理器1001用于执行存储器1002中存储的计算机程序时实现如图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的各步骤；或者，处理器1001用于执行存储器1002中存储的计算机程序时实现如图9对应实施例中各单元的功能，存储器1002用于存储处理器1001执行上述图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法所需的计算机程序。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器1002中，并由处理器1001执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算机装置中的执行过程。
卫星可包括，但不仅限于处理器1001、存储器1002、输入输出设备1003。本领域技术人员可以理解，示意仅仅是卫星的示例，并不构成对卫星的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如卫星还可以包括网络接入设备、总线等，处理器1001、存储器1002、输入输出设备1003等通过总线相连。
处理器1001可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是卫星的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分。
存储器1002可用于存储计算机程序和/或模块，处理器1001通过运行或执行存储在存储器1002内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器1002内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器1002可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据卫星的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器1001用于执行存储器1002中存储的计算机程序时，具体可实现以下功能：
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置、卫星及其相应单元的具体工作过程，可以参考如图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的说明，具体在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
为此，本申请提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请如图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的步骤，具体操作可参考如图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的说明，在此不再赘述。
其中，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取记忆体(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。
由于该计算机可读存储介质中所存储的指令，可以执行本申请如图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法的步骤，因此，可以实现本申请如图1对应实施例中针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。
以上对本申请提供的针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置、卫星以及计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法，其特征在于，所述方法包括：
第一卫星获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，所述日凌链路状态信息由所述地面处理中心处理得到，所述日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下所述第一卫星与第二卫星之间的链路状态，所述第二卫星包括所述第一卫星的相邻卫星，所述第二卫星的数量为多个；
所述第一卫星更新异常链路状态信息，所述异常链路状态信息用于指示所述第一卫星与所述第二卫星之间的实时链路状态；
所述第一卫星融合所述日凌链路状态信息以及所述异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；
所述第一卫星基于所述星间链路状态信息，生成路由表，所述路由表用于指示所述第一卫星到所述第二卫星的最短网络路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述日凌链路状态信息以及所述异常链路状态信息，都采用邻接矩阵的方式进行表示，在所述邻接矩阵中，1表示链路连通状态，0表示链路中断状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一卫星融合所述日凌链路状态信息以及所述异常链路状态信息，得到星间链路状态信息，包括：
所述第一卫星对所述日凌链路状态信息以及所述异常链路状态信息，进行与运算处理，得到同样是邻接矩阵形式的所述星间链路状态信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一卫星基于所述星间链路状态信息，生成路由表，包括：
所述第一卫星基于所述星间链路状态信息，对所述第一卫星到所述第二卫星的最短网络路径进行搜索处理；
所述第一卫星将搜索结果转化为所述路由表。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一卫星基于所述星间链路状态信息，对所述第一卫星到所述第二卫星的最短网络路径进行搜索处理，包括：
所述第一卫星在迪杰斯特拉算法的搜索原理下，基于所述星间链路状态信息，对所述第一卫星到所述第二卫星的最短网络路径进行搜索处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一卫星更新异常链路状态信息，包括：
所述第一卫星周期性地向所述相邻卫星发送链路检测信号，若未收到回应信号，则所述第一卫星确定链路中断状态，若收到回应信号，则所述第一卫星确定链路连通状态；
所述第一卫星基于自身获得的链路检测信号回应结果以及所述第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息，更新所述异常链路状态信息，所述第二卫星广播过来的其他异常链路状态信息是由所述第二卫星自身获得的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一卫星在卫星拓扑结构中广播所述异常链路状态信息，使得所述第二卫星根据接收到的所述异常链路状态信息结合自身处理的链路检测信号回应结果生成对应的异常链路状态信息。
8.一种针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取地面处理中心发送过来的日凌链路状态信息，所述日凌链路状态信息由所述地面处理中心处理得到，所述日凌链路状态信息用于指示在日凌现象下所述第一卫星与第二卫星之间的链路状态，所述第二卫星包括所述第一卫星的相邻卫星，所述第二卫星的数量为多个；
更新单元，用于更新异常链路状态信息，所述异常链路状态信息用于指示所述第一卫星与所述第二卫星之间的实时链路状态；
融合单元，用于融合所述日凌链路状态信息以及所述异常链路状态信息，得到星间链路状态信息；
生成单元，用于基于所述星间链路状态信息，生成路由表，所述路由表用于指示所述第一卫星到所述第二卫星的最短网络路径。
9.一种卫星，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210361336.5A CN114978275A (zh) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210361336.5A CN114978275A (zh) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114978275A true CN114978275A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=82978399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210361336.5A Pending CN114978275A (zh) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114978275A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116112061A (zh) * | 2023-01-16 | 2023-05-12 | 中国星网网络系统研究院有限公司 | 一种基于日凌规避的空间路由方法、装置及存储介质 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105375974A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-03-02 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 面向移动卫星网络的低开销动态路由方法 |
| 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 |
| CN111416655A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-14 | 南京邮电大学 | 一种基于虚拟拓扑的低轨卫星路由改进方法 |
| 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 |
| CN113472418A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-10-01 | 航天科工空间工程发展有限公司 | 一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法 |
| CN113486447A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-08 | 东方红卫星移动通信有限公司 | 一种星间日凌时间预测方法、装置及电子设备 |
| CN113489528A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 北京理工大学 | 一种适用于星间路由的自适应抗毁方法 |
| CN113595618A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 东方红卫星移动通信有限公司 | 一种用于卫星通信的日凌干扰角度和日凌时间的预测方法 |
-
2022
- 2022-04-07 CN CN202210361336.5A patent/CN114978275A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105375974A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-03-02 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 面向移动卫星网络的低开销动态路由方法 |
| 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 |
| CN111416655A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-14 | 南京邮电大学 | 一种基于虚拟拓扑的低轨卫星路由改进方法 |
| 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 |
| CN113472418A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-10-01 | 航天科工空间工程发展有限公司 | 一种地面运行控制系统实现星间链路日凌预报方法 |
| CN113489528A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 北京理工大学 | 一种适用于星间路由的自适应抗毁方法 |
| CN113486447A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-08 | 东方红卫星移动通信有限公司 | 一种星间日凌时间预测方法、装置及电子设备 |
| CN113595618A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-02 | 东方红卫星移动通信有限公司 | 一种用于卫星通信的日凌干扰角度和日凌时间的预测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 姜勇;何家富;刘波;李广侠: "一种新的低轨通信星座路由技术研究与仿真", 系统仿真学报, no. 24, 20 December 2009 (2009-12-20) * |
| 邢川 等: "基于动静结合方法的卫星网络路由方法研究", 《空间控制技术与应用》, vol. 46, no. 3, 30 June 2020 (2020-06-30), pages 55 - 59 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116112061A (zh) * | 2023-01-16 | 2023-05-12 | 中国星网网络系统研究院有限公司 | 一种基于日凌规避的空间路由方法、装置及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101599909B (zh) | 一种流量转发的方法和装置 | |
| EP2625800A2 (en) | A method and system for determination of routes in leo satellite networks with bandwidth and priority awareness and adaptive rerouting | |
| CN112751697B (zh) | 网络拓扑发现方法及节点设备 | |
| CN102291448A (zh) | 移动自组织网络中基于地理位置的ip地址自动分配方法 | |
| CN114978275A (zh) | 针对星间日凌中断的低轨卫星路由处理方法、装置及卫星 | |
| CN113258982A (zh) | 卫星信息传输方法、装置、设备、介质及产品 | |
| CN115361335A (zh) | 一种基于sr-mpls的低轨卫星网络动态路由方法 | |
| CN107547374B (zh) | 一种聚合路由处理方法和装置 | |
| EP3925172A1 (en) | Fast flooding topology protection | |
| CN103117932A (zh) | 一种自适应路由方法 | |
| CN114268593A (zh) | 基于sdn的空间卫星网络源路由转发方法与装置 | |
| CN112911420A (zh) | 基于FlexE网络的重路由方法、电子设备和可读存储介质 | |
| US20220006731A1 (en) | Distributing information in communication networks | |
| Lv et al. | Research of adaptive routing scheme for LEO network | |
| CN110995601B (zh) | 一种软件定义的空基骨干网络拓扑构建方法 | |
| CN102651712A (zh) | 多处理器系统的节点路由方法、控制器及多处理器系统 | |
| CN117042112A (zh) | 基于多节点组网的时间同步方法、装置和设备 | |
| CN113872670B (zh) | 一种适用于低轨网络的控制器位置生成及扩散方法 | |
| CN112218352B (zh) | mesh网络节点的地址管理方法和装置、路由创建及维护方法 | |
| CN110661703A (zh) | 一种实现快速重路由的方法和装置 | |
| CN114422526A (zh) | 一种区块同步方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN113259250A (zh) | 基于星历的卫星链路状态数据库的更新方法和装置 | |
| CN104079485A (zh) | 一种传递指定转发者信息的方法及装置 | |
| Alzoubi | Connected dominating set and its induced position-less sparse spanner for mobile ad hoc networks | |
| CN109861740B (zh) | 卫星网络通信方法、设备及计算机可读存储介质 |
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 |