CN116032777B - 一种天基数据链的跨星寻址交换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天基数据链的跨星寻址交换方法，属于天基数据链领域。本发明设计了数据链系统与天基网络功能解耦、寻址隔离的组网架构，并通过星地节点协同实现数据链系统中各任务单元接入天基网络的接入管理和动态发现，实现数据链格式化消息在天基网络跨星寻址、无缝流转，有效解决数据链系统的空域覆盖、远程实时信息保障的难题，进一步拓展了天基网络支持数据链组网应用的灵活性，保障数据链系统由区域机动网络向全球移动网络转变。
Description
技术领域
本发明公开了一种天基数据链的跨星寻址交换方法，涉及天基数据链领域。通过设计数据链系统与天基网络功能解耦、寻址隔离的组网架构，解决数据链的格式化消息在基于星间组网的天基网络数据链系统中寻址交换的问题，实现数据链格式化消息依托天基网络的全球可达。
背景技术
传统数据链系统以地面、海上、空中应用为主，主要支持特定区域内的有限用户使用，在覆盖范围、传输容量、应用方式等方面存在局限性。天基数据链系统融合了天基信息传输网络和数据链系统，充分利用基于星上处理的天基信息传输网络具有全球覆盖、传输容量大、信息获取种类多、应用领域广的特点，在广域范围内为各类任务单元地址提供链路接入手段，实现数据链格式化消息的在全球范围内实时分发、无缝流转，有效解决数据链系统的空域覆盖、远程实时信息保障的难题，保障数据链系统由机动网络向全移动网络转变，从热点覆盖向全球覆盖延伸。
基于星上处理的天基信息传输网络中，各类高/中/低轨卫星节点具备多波束、星载路由标识处理、跨星组网等能力，各类用户不断在波束、卫星间进行切换，还会不确定性的动态加入、退出、迁移，导致网络拓扑结构高动态变化，为此系统内部的路由交换体制采用基于标签交换体制设计，对外提供标准IP接入接口。基于这种架构的天基信息传输网络无法直接支持数据链系统的各类任务单元地址直接接入与星载路由标识转发。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种天基数据链的跨星寻址交换方法，可用于基于星上处理的天基网络，实现数据链格式化消息跨星交换、实时分发，解决数据链系统的空域覆盖、远程实时信息保障的难题。
本发明采用的技术方案为：
一种天基数据链的跨星寻址交换方法，是基于数据链系统的任务规划中心、任务单元、低轨数据链卫星和卫通站以及星上交换的天基网络实现，将低轨数据链卫星作为星载接入点，将卫通站作为地面接入点；包括以下步骤：
S1将各任务单元基于对应的星载接入点或地面接入点与天基网络连通，同时按照天基网络组网规划为各星载接入点和地面接入点的消息适配模块配置接入地址；
S2任务规划中心依据实时任务将任务组参数和各任务单元地址，通过任务组通告信令发送给任务组内对应接入点的消息适配模块；
S3消息适配模块解析任务组通告信令中的任务组参数和任务单元地址，并通过接入地址和任务组参数动态获取一个或多个接入天基网络的星载路由标识，生成数据链系统任务单元地址接入天基网络的接入寻址表；
S4在任务组内，各星载接入点和地面接入点之间的消息适配模块对接入寻址表进行扩散分发和维护管理；
S5数据链格式化消息传输时，任务单元将数据链格式化消息发送到对应接入点的消息适配模块，消息适配模块根据格式化消息所属任务组参数和任务单元地址查询接入寻址表，获取消息的星载路由标识并进行封装后发往天基网络，在天基网络星载节点间按天基网络的星载路由标识进行跨星转发。
其中，所述步骤S1中各星载接入点和地面接入点的消息适配模块与天基网络星载节点之间运行天基网络路由协议。
其中，所述步骤S2中的任务组参数包括任务组ID、组网模式和相关QoS参数，组网模式包括点对点和点对多点。
其中，所述步骤S2中数据链系统的任务单元变更接入天基网络的接入点时，通过任务组更新信令实时通知对应接入点的消息适配模块。
其中，所述步骤S3中的消息适配模块根据消息的QoS需求和组网模式的不同，申请不同类型星载单播、组播、保障类和非保障类的星载路由标识。
其中，所述步骤S5中的数据链格式化消息在数据链系统和天基网络星载节点中分别使用各自网内不同路由和交换体制进行寻址转发。
本发明与背景技术相比具有如下有益效果：
1、本发明可直接支持数据链系统的各类任务单元地址直接接入与星载路由标识转发，解决数据链系统的空域覆盖、远程实时信息保障的难题。
2、本发明可实现对数据链系统屏蔽天基网络拓扑结构的动态变化性，数据链系统只需专注本系统面向天基网络接入点的变化，无需维护天基网络复杂的路由变更关系。
附图说明
图1 是本发明的应用场景示意图。
实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1所示为一种天基数据链的跨星寻址交换方法的应用场景，其中，卫通站接入点和低轨数据链卫星接入点的消息适配模块，为数据链系统提供接入天基网络的接入能力；数据链系统的任务单元和任务规划中心通过接入点接入天基网络；天基网络的星载节点基于卫星标签交换实现跨星组网。
如图1所示，该方法是基于数据链系统的任务规划中心、任务单元、低轨数据链卫星和卫通站以及星上交换的天基网络实现，将低轨数据链卫星作为星载接入点，将卫通站作为地面接入点；具体包括以下步骤：
S1将各任务单元基于对应的星载接入点或地面接入点与天基网络连通，同时按照天基网络组网规划为各星载接入点和地面接入点的消息适配模块配置接入地址；其中，各星载接入点和地面接入点的消息适配模块与天基网络星载节点之间运行天基网络路由协议；
S2任务规划中心依据实时任务将任务组参数和各任务单元地址，通过任务组通告信令发送给任务组内对应接入点的消息适配模块；
其中，任务组参数包括任务组ID、组网模式和相关QoS参数，组网模式包括点对点和点对多点；
在数据链系统的任务单元变更接入天基网络的接入点时，通过任务组更新信令实时通知对应接入点的消息适配模块。
S3消息适配模块解析任务组通告信令中的任务组参数和任务单元地址，并通过接入地址和任务组参数动态获取一个或多个接入天基网络的星载路由标识，生成数据链系统任务单元地址接入天基网络的接入寻址表；消息适配模块可根据消息的QoS需求和组网模式的不同，申请不同类型星载单播、组播、保障类和非保障类的星载路由标识；
S4在任务组内，各星载接入点和地面接入点之间的消息适配模块对接入寻址表进行扩散分发和维护管理；
S5数据链格式化消息传输时，任务单元将数据链格式化消息发送到对应接入点的消息适配模块，消息适配模块根据格式化消息所属任务组参数和任务单元地址查询接入寻址表，获取消息的星载路由标识并进行封装后发往天基网络，在天基网络星载节点间按天基网络的星载路由标识进行跨星转发；
其中，的数据链格式化消息在数据链系统和天基网络星载节点中分别使用各自网内不同路由和交换体制进行寻址转发。
本发明通过数据链系统与天基网络功能解耦、寻址隔离的组网架构、星地节点协同实现数据链系统中各任务单元地址或任务单元接入天基网络的接入管理和动态发现设计，实现数据链格式化消息在天基网络跨星寻址、无缝流转，有效解决数据链系统的空域覆盖、远程实时信息保障的难题。
总之，本发明独创了一种天基数据链的跨星寻址交换方法，可应用于基于星上处理的天基网络中，能够实现数据链系统与天基网络的铰链、融合应用，进一步拓展了天基网络支持数据链组网应用的灵活性，保障数据链系统由区域机动网络向全球移动网络转变。
最后应该说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可对前述实施例的技术方案进行修改，或对其他部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种天基数据链的跨星寻址交换方法，其特征在于，基于数据链系统的任务规划中心、任务单元、低轨数据链卫星和卫通站以及星上交换的天基网络实现，将低轨数据链卫星作为星载接入点，将卫通站作为地面接入点；具体包括以下步骤：
S1将各任务单元基于对应的星载接入点或地面接入点与天基网络连通，同时按照天基网络组网规划为各星载接入点和地面接入点的消息适配模块配置接入地址；
S2任务规划中心依据实时任务将任务组参数和各任务单元地址，通过任务组通告信令发送给任务组内对应接入点的消息适配模块；
S3消息适配模块解析任务组通告信令中的任务组参数和任务单元地址，并通过接入地址和任务组参数动态获取一个或多个接入天基网络的星载路由标识，生成数据链系统任务单元地址接入天基网络的接入寻址表；
S4在任务组内，各星载接入点和地面接入点之间的消息适配模块对接入寻址表进行扩散分发和维护管理；
S5数据链格式化消息传输时，任务单元将数据链格式化消息发送到对应接入点的消息适配模块，消息适配模块根据格式化消息所属任务组参数和任务单元地址查询接入寻址表，获取消息的星载路由标识并进行封装后发往天基网络，在天基网络星载节点间按天基网络的星载路由标识进行跨星转发。
2.根据权利要求1所述的一种天基数据链的跨星寻址交换方法，其特征在于，所述步骤S1中各星载接入点和地面接入点的消息适配模块与天基网络星载节点之间运行天基网络路由协议。
3.根据权利要求1所述的一种天基数据链的跨星寻址交换方法，其特征在于，所述步骤S2中的任务组参数包括任务组ID、组网模式和相关QoS参数，组网模式包括点对点和点对多点。
4.根据权利要求1所述的一种天基数据链的跨星寻址交换方法，其特征在于，所述步骤S2中数据链系统的任务单元变更接入天基网络的接入点时，通过任务组更新信令实时通知对应接入点的消息适配模块。
5.根据权利要求1所述的一种天基数据链的跨星寻址交换方法，其特征在于，所述步骤S3中的消息适配模块根据消息的QoS需求和组网模式的不同，申请不同类型星载单播、组播、保障类和非保障类的星载路由标识。
6.根据权利要求1所述的一种天基数据链的跨星寻址交换方法，其特征在于，所述步骤S5中的数据链格式化消息在数据链系统和天基网络星载节点中分别使用各自网内不同路由和交换体制进行寻址转发。
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