CN117278110B - 一种卫星网络的孤岛卫星处理方法、装置及设备 - Google Patents

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CN117278110B CN202311549385.2A CN202311549385A CN117278110B CN 117278110 B CN117278110 B CN 117278110B CN 202311549385 A CN202311549385 A CN 202311549385A CN 117278110 B CN117278110 B CN 117278110B
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Abstract

本申请涉及卫星通信技术领域，尤其是涉及一种卫星网络的孤岛卫星处理方法、装置及设备。该方法包括：在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星；若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于各第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述各第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域；将所述孤岛卫星接入所述第二区域。通过上述方法，能够有效解决孤岛卫星的问题，减少了链路中断导致部分网络拓扑不连通，以及数据包丢失的情况。

Description

一种卫星网络的孤岛卫星处理方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种卫星网络的孤岛卫星处理方法、装置及设备。
背景技术
卫星网络具有全球覆盖、不受地形约束、组网灵活等特点，可以为终端用户提供随时、随地、随遇接入服务，成为未来运营商提升其通信服务质量的重要手段。低轨卫星具有成本低、通信时延小、传输可靠性高、功率损耗小等特点。但是低轨卫星大规模的部署为网络设计带来一些困难，如路由的复杂度高，集中控制数据占用大量的带宽资源降低了整个网络数据传输性能，网络拓扑维护困难等，为了解决上述问题，目前在大规模卫星网络中采用“分域”的方法，能够有效地减少路由设计的复杂度，缓解集中控制失效对整个网络性能的影响，适应卫星网络规模的扩展性。
但是，由于卫星处于高空中，星间链路容易受到日凌、单粒子时间等影响而发生故障。在分域场景中，位于区域边界的单颗或多颗卫星由于链路故障不能与域内其他卫星相互通信而成为孤岛卫星。孤岛卫星的存在，使卫星网络产生了控制和通信盲区，导致大量域内和域间交互的数据包不可达而发生严重的丢包情况，从而降低整个网络的通信性能。
发明内容
本申请实施例提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理方法、装置及设备，能够发现并处理卫星网络中的孤岛卫星，减少数据包丢失的情况。
第一方面，本申请实施例提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理方法，所述方法包括：
述方法包括：
在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，其中，第一卫星为在所述区域内的预设位置处的卫星，所述孤岛卫星为与所属区域的相邻卫星之间的链路中断的第一卫星；所述相邻卫星为与所述第一卫星直接连接的卫星；
若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域；
将所述孤岛卫星接入所述第二区域。
在上述实施例中，设计了一种的孤岛卫星发现机制，即每个区域的中心卫星通过获取到的第一卫星的链路连接信息，能够确定每个区域中的孤岛卫星；当确定第一区域中的孤岛卫星后，进一步选择第二区域作为待接入的区域，并将孤岛卫星接入该区域，上述处理方式能够减少卫星网络中的通信盲区，从而降低交互数据包无法到达孤岛卫星而造成的丢包情况。
在一种可能的实施方式中，所述链路连接信息为所述第一区域中第二卫星向所述中心卫星发送的信息；
所述第二卫星为所述第一区域中预设区域的卫星，所述链路连接信息中包含各相邻卫星之间的连接状态。
在一种可能的实施方式中，所述基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，包括：
基于获取到的所述链路连接信息，确定所述第一卫星的相邻卫星从向所述第一卫星发送请求信息，到接收到所述第一卫星发送的反馈信息之前的持续时长；
基于所述持续时长，判断所述第一卫星是否为孤岛卫星；
其中，所述反馈信息是所述第一卫星在接收到所述相邻卫星发送的请求信息后反馈的信息。
在上述实施例中，链路连接信息中包含第一卫星的相邻卫星接收到反馈信息之前的持续时长（即未接收到反馈信息的持续时长），中心卫星可以通过该持续时长判断该第一卫星是否为孤岛卫星。
在一种可能的实施方式中，所述基于所述持续时长，判断所述第一卫星是否为孤岛卫星，包括：
若所述第一卫星的每个相邻卫星对应的持续时长均超过相应的时长阈值，则确定所述第一卫星为孤岛卫星。
在上述实施例中，第一卫星的每个相邻卫星对应的持续时长超过相应的时长阈值，能够表明该第一卫星与所有向量卫星之间的链路发生中断，即该第一卫星为孤岛卫星。
在一种可能的实施方式中，通过如下方式确定第一相邻卫星对应的时长阈值：
基于所述第一卫星的卫星标识确定第一时长和第二时长，以及基于所述第一卫星与所述第一相邻卫星传输的数据包数量确定第三时长；
基于所述第一时长、所述第二时长和所述第三时长确定所述第一相邻卫星对应的时长阈值；
其中，所述第一时长为所述第一卫星为孤岛卫星后，重新确定所述第一卫星所属区域中的各传输路径所需的总时长；
所述第二时长为所述第一卫星接入第二区域后，重新确定所述第二区域中的各传输路径所需的总时长；
所述第三时长为在所述数据包数量对应的阻塞程度下，所述第一相邻卫星接收到反馈信息所需的时长。
在上述实施例中，确定第一卫星为孤岛卫星后，重新确定所述第一卫星所属区域中的各传输路径所需的总时长作为第一时长；将第一卫星接入第二区域后，重新确定所述第二区域中的各传输路径所需的总时长作为第二时长；将在所述数据包数量对应的阻塞程度下，所述第一相邻卫星接收到反馈信息所需的时长作为第三时长，并综合第一时长、第二时长和第三时长得到时长阈值，使得得到的时长阈值更加准确。
在一种可能的实施方式中，所述基于所述第一时长、所述第二时长和所述第三时长确定所述第一相邻卫星对应的时长阈值，包括：
将所述第一时长与第二时长进行加和得到的值，与所述第三时长中的较大值作为所述时长阈值。
在上述实施例中，选取第一时长与第二时长进行加和得到的值，与第三时长中的较大值作为所述时长阈值，即确定第一卫星的相邻卫星未接收到反馈信息的持续时长的上限，保证根据得到的时长阈值判断第一区域中的孤岛卫星的准确性。
在一种可能的实施方式中，所述相邻区域包括多个，所述基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域，包括：
基于所述孤岛卫星与位于每个第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入每个第二区域后发生中断的概率，确定每个第二区域对应的增益，其中，所述增益表征所述孤岛卫星接入第二区域后所述第二区域增加的连通度；
基于所述孤岛卫星接入每个第二区域后产生的增益，确定所述孤岛卫星对应的第二区域。
在上述实施例中，基于孤岛卫星接入每个第二区域后产生的增益，确定孤岛卫星对应的第二区域，能够保证孤岛卫星接入第二区域后，第二区域的连通度有所增加，进而第二区域中的数据传输性有所提高。
在一种可能的实施方式中，所述将所述孤岛卫星接入所述第二区域之后，还包括：
若确定所述孤岛卫星与所属区域中的相邻卫星恢复连接，则将所述孤岛卫星重新接入所述所属区域。
在上述实施例中，若确定孤岛卫星与所属区域中的相邻卫星恢复连接，则将所述孤岛卫星重新接入所属区域，保证了孤岛卫星所属区域中网络的稳定性。
第二方面，本申请实施例提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理装置，所述装置包括：
判断模块，用于在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，其中，第一卫星为在所述区域内的预设位置处的卫星，所述孤岛卫星为与所属区域的相邻卫星之间的链路中断的第一卫星；所述相邻卫星为与所述第一卫星直接连接的卫星；
确定第二区域模块，用于若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域；
接入模块，用于将所述孤岛卫星接入所述第二区域。
第三方面，本申请实施例提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上述第一方面中的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如上述第一方面的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种卫星网络分域示意图；
图2为本申请实施例提供的一种卫星网络的孤岛卫星处理方法流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种孤岛卫星示意图；
图4为本申请实施例提供的一种相邻卫星间通信示意图；
图5为本申请实施例提供的区域间卫星连接示意图；
图6为本申请实施例提供的第一种孤岛卫星处理示意图；
图7为本申请实施例提供的第二种孤岛卫星处理示意图；
图8为本申请实施例提供的卫星网络的孤岛卫星处理方法具体流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种卫星网络的孤岛卫星处理装置示意图；
图10为本申请实施例提供的一种卫星网络的孤岛卫星处理设备示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请，而并非以任何方式限制本申请的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本申请的实施方式可以实现为一种系统、装置、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），或者硬件和软件结合的形式。
在本文中，需要理解的是，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
下面对本申请实施例中涉及的部分概念进行介绍。
低轨道卫星系统：低轨道卫星系统一般是指多个卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统，其中卫星的分布称之为卫星星座。低轨道卫星主要用于目标探测，利用低轨道卫星容易获得目标物高分辨率图像。低轨道卫星也用于手机通讯，卫星的轨道高度低使得传输延时短，路径损耗小。多个卫星组成的通讯系统可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效。蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。低轨道卫星是最新、最有前途的卫星移动通信系统。低轨道卫星系统中的卫星集合数量超过预设数量，如1000颗。所有卫星位于同一高度，每颗卫星与其同轨道前后卫星和左右并行轨道卫星保持星间联络，如图1所示的卫星网络，每个卫星与其相邻的卫星之间保持直接连接。
分域：即对大规模的低轨道卫星网络进行区域划分，每个区域设置一个中心卫星，即控制节点，用于监测自身域内拓扑、相邻的卫星间链路状态及生成域内路由等。其中，依据中心卫星控制的决策时间、卫星网络中数据传输路径的复杂度等因素对整个卫星网络进行区域的划分。例如，如图1所示的区域划分（6个区域）能够使得数据传输路径的复杂度达到最小；卫星网络的区域还可以依据研究人员的经验进行划分，本申请实施例不进行具体限定。
为了减少因存在孤岛卫星而导致的数据包丢失的问题，本申请实施例提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理方法，应用于中心卫星，如图2所示，该方法包括：
S201：在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星。
第一区域为整个卫星网络中的任意一个区域，如图1中的区域1、或区域2、或区域3、或区域4、或区域5、或区域6。链路连接信息为第一区域中第二卫星向所述中心卫星发送的信息；第二卫星为所述第一区域中预设区域的卫星，所述链路连接信息中包含各相邻卫星之间的连接状态，其中，第一区域预设区域的卫星为第一区域内，除中心卫星外的卫星，例如，图3中，对于区域31，第二卫星为除了中心卫星外的其他7颗卫星。
由于位于区域边界的卫星成为孤岛卫星的概率较大，因此，本申请实施例提供的卫星网络的孤岛卫星处理方法涉及每个区域内预设位置的第一卫星，即位于每个区域边界的卫星。若第一卫星与所属区域的相邻卫星之间的链路中断，则确定该第一卫星为孤岛卫星。其中，第一卫星为位于区域边界的任意一颗卫星，如图3中区域31中的卫星2和卫星3，区域32中的卫星1。
相邻卫星为与第一卫星直接连接的卫星，如图3所示，区域31中，卫星3与卫星2直接连接，即卫星3为卫星2的相邻卫星，卫星2为卫星3的相邻卫星。位于区域32中的卫星1与其左边相邻卫星、下边相邻卫星之间的链路均中断，即卫星1为孤岛卫星。孤岛卫星还可能包括多颗，但是不能超过预设数量，如区域内总卫星数量的一半，如区域31中的卫星2与下边相邻卫星之间的链路中断，卫星3与下边相邻卫星之间的链路中断，卫星3与其右边相邻卫星2之间的链路未发生中断，这时将卫星2和卫星3作为孤岛卫星，即将卫星2和卫星3看作一个整体执行后续的孤岛卫星处理流程；另外，多颗孤岛卫星如图4所示，卫星2和卫星3之间没有连接，这时不将卫星2和卫星3看作整体，分别对卫星2和卫星3执行后续的孤岛卫星处理流程，即卫星2和卫星3可能接入不同的第二区域。
成为孤岛卫星的第一卫星无法与中心卫星进行通信，即无法将自身的链路连接信息发送至所属区域的中心卫星，例如区域31中的卫星1无法将自身的链路连接信息通过星间链路发送至中心卫星，在这种情况下，中心卫星可以被动接收与卫星1相邻的卫星5和卫星4上报的与卫星1之间的链路连接情况；也可以主动获取各个区域内各个卫星的链路连接信息，并基于获取到的链路连接信息判断卫星1是否成为孤岛卫星，对此本申请实施例不进行具体限定。
以图3区域31中的卫星1为例，基于获取到的链路连接信息判断卫星1是否成为孤岛卫星具体包括如下步骤：
步骤1：基于获取到的链路连接信息，确定卫星1（第一卫星）的相邻卫星（卫星4和卫星5）未接收到反馈信息的持续时长。
以卫星4为例，未接收到反馈信息的持续时长，也即卫星4从向卫星1发送第一个请求信息开始，到接收到基于该请求信息的反馈信息之前的持续时长。如图5所示，以HELLO报文为例，卫星4以TH=t1-t0为周期，向卫星1发送“HELLO报文”，在卫星4和卫星1之间的链路正常连接的情况下，卫星4会在TH内接收到基于发送的“HELLO报文”的反馈信息（ACK报文）。若卫星4和卫星1之间的链路中断，则卫星4可能会在较长的时长内接收不到ACK报文，基于此本申请实施例可以将“未接收到反馈信息的持续时长”作为判断卫星1是否为孤岛卫星的标准。由于“HELLO报文”是周期性发送的，因此，可以以“N×TH”描述持续时长，即卫星4，N个周期没有接收到卫星1发送的反馈信息。本申请实施例不对请求信息和反馈信息的类型进行具体限定。
步骤2：若卫星4未接收到反馈信息的持续时长超过相应的时长阈值，且卫星5未接收到反馈信息的持续时长也超过相应的时长阈值，则确定卫星1为孤岛卫星。卫星4相应的时长阈值与卫星5相应的时长阈值可能不同，也可能相同。
以卫星4为例，确定相邻卫星对应的时长阈值的具体实施方式包括如下至少一种：
（1）基于卫星1的卫星标识确定对应的第一时长和第二时长，将所述第一时长与第二时长进行加和得到的值，作为所述时长阈值。
假设域内出现孤岛卫星，中心卫星会重新确定域内的各传输路径，此过程花费的总时长为第一时长；由于孤岛卫星会接入第二区域，因此第二区域的中心卫星会重新确定第二区域的各传输路径，此过程花费的总时长为第二时长。需要说明的是，孤岛卫星接入不同的第二区域，不同的第二区域重新确定各传输路径需要的总时长相同，即不同第二区域对应的第二时长相同。
例如图3中，对于卫星5-卫星1-卫星4-中心卫星这条传输路径，当卫星1成为孤岛卫星后，卫星5无法通过原来的传输路径将数据发送给中心卫星，这时，中心卫星会重新确定传输路径，得到卫星5-卫星6-卫星7-中心卫星，本申请实施例将中心卫星重新确定区域32中的各传输路径所需的总时长作为第一时长。若卫星1接入区域33，确定卫星1到区域33的中心卫星的传输路径为卫星1-卫星8-卫星9-卫星10-中心卫星，本申请实施例将卫星1接入区域33后，中心卫星将重新确定区域33中的各传输路径所需的总时长作为第二时长，其中不同的第一卫星对应的第一时长和第二时长不同。在重新确定传输路径时，可以对多条传输路径进行串行确定，也可以进行并行确定，本申请实施例不进行具体限定。
本申请实施例将第一时长加第二时长的和作为孤岛卫星确认和处理过程所花费的时间成本（时长阈值），即链路在中断的情况下，卫星4为接收到卫星1发送的反馈信息的持续时长会超过/>。以“N×TH”对持续时长进行描述，得到N×TH=Ttotal，N=Ttotal/TH，TH为卫星4向卫星1发送请求信息的周期，N表示若卫星4N个周期内还没有接收到反馈信息，则表明卫星4与卫星1之间发生中断，否则表明卫星4与卫星1之间未中断。例如，卫星1对应的Ttotal为26s，TH为5s，N为5.2，对N向下取整得到5，即卫星4在5个周期内接收卫星1反馈的到ACK报文，即表明卫星4与卫星1之间的链路没有中断，若到达5个周期还没有接收到卫星1反馈的到ACK报文，即表明卫星4与卫星1之间的链路发生中断。
在卫星4与卫星1之间传输数据的过程中，可能会因为链路上数据包过多造成链路的阻塞，这时卫星4也可能长时间接收不到ACK报文，因此为了避免将链路阻塞的情况误判为链路中断，本申请实施例没有在第一个周期内卫星4没有接收到反馈信息的持续时长（TH）作为判断孤岛卫星的标准，而是将第一时长加第二时长的和作为判断标准，使得判断结果更加准确。
（2）基于卫星1的卫星标识确定对应的第一时长和第二时长，以及基于卫星4和卫星1之间传输的数据包数量确定第三时长，将所述第一时长与第二时长进行加和得到的值，与所述第三时长中的较大值作为所述时长阈值。
在极端情况下，在卫星之间链路阻塞的情况下，卫星4接收到卫星1发送的反馈信息所需的时长可能会超过，在这种情况下，本申请实施例在确定时长阈值的过程中还进一步引入了第三时长，第三时长表示数据包数量对应的阻塞程度下，卫星4接收到卫星1发送的反馈信息所需的时长/>。在本申请实施例中，预先设置了数据包数量、阻塞程度和第三时长的映射关系，例如，数据包数量为50~100时，对应的阻塞程度为1，第三时长为100ms。除了数据包的数量，其它因素也可能会影响反馈信息的接收，例如数据包的传输速率，因此，本申请实施例还可以在确定时长阈值时，进一步引入数据包的传输速率对应的网络质量下，卫星4接收到卫星1发送的反馈信息所需的第四时长。
通过公式，表明若卫星4到达N个周期还没有接收到反馈信息，则表明卫星4与卫星1之间发生中断，否则表明卫星4与卫星1之间未中断，其中，Ttotal为第一时长加第二时长的和，TH为卫星1向卫星4发送请求信息的周期，N为目标周期数量，Tc卫星4接收到卫星1发送的反馈信息所需的时长。例如Ttotal为26s，TH为5s，Tc为31s，=31/5=6.2，对6.2向下取整得到6，即若卫星4在6个周期内接收到卫星1发送的ACK报文，则表明卫星4和卫星1之间的链路没有中断，若卫星4到达6个周期还没有接收到卫星1发送的ACK报文，则表明卫星4和卫星1之间的链路发生中断。
在本申请实施例中，将在第三时长较大时，将第三时长作为时长阈值，表明了若由于链路阻塞，导致卫星4无法接收到反馈信息的持续时长过长时，卫星4则无需等待卫星1发送反馈信息，直接确定卫星4与卫星1之间的链路中断，保证了数据包的正常传输。
S202：若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域。
在本申请实施例中，第二区域可以包括与孤岛卫星所属区域相邻的区域，即与孤岛存在直接连接的第二区域（一般为相邻区域）。如图6所示，区域61的相邻区域包括区域62、区域63和区域64。
首先，通过如下公式计算每个第二区域对应的增益：
其中，α1和α2为预设权重，α1+α2=1；pIni,nj为孤岛卫星nj与第二区域Ini直接连接的卫星发生中断的概率，dIni,nj为孤岛卫星nj与第二区域Ini直接连接的卫星数量，d为卫星在所属区域内直接连接的最大卫星数量，如4。表征孤岛卫星nj接入第二区域Ini后，在提升Ini区域的连通性和稳定性方面做出的贡献，可以表示为增加的连通度和/或增加的稳定度。对于第一区域，连通度表征所述第一区域内所有卫星的连通程度，如区域61中，卫星2和卫星3成为孤岛卫星后，卫星2和卫星3与域内其它卫星没有连接，区域61内卫星的连通程度下降，网络稳定度降低。
图6中，将区域61中的卫星2和卫星3作为孤岛卫星（看作一个整体），卫星2和卫星3与区域62中直接连接的卫星数量为1（实线连接），与区域63中直接连接的卫星数量为1（实线连接），与区域64中直接连接的卫星数量为2（实线连接）。孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率为在卫星网络构建时预先设置好的，当执行卫星网络的孤岛卫星处理方法时可以直接获取。
得到每个第二区域对应的增益后，选择增益最大的其它区域作为待接入的目标相邻区域。例如区域62、区域63和区域64分别对应的增益为1、1和3，则选择区域64作为待接入的目标相邻区域。此外，若由多个第二区域对应的增益相同，则可以随机选取一个第二区域作为待接入的目标相邻区域，例如，区域62、区域63和区域64分别对应的增益为3、3和2，则可以选取区域62或区域63作为待接入的目标相邻区域。
S203：将所述孤岛卫星接入所述第二区域。
如图7所示，将孤岛区域61中的孤岛卫星接入区域64，即将卫星2和卫星3划分到区域64中，卫星2和卫星3可以与64区域中的卫星保持原来的链路连接，也可以增加其他的链路，本申请实施例不对接入的方式进行具体限定。
在一种可能的实施方式中，为了保证区域61中网络的稳定和数据传输的性能，若确定孤岛卫星与区域61中的相邻卫星恢复连接，则将孤岛卫星重新接入区域61。
下面基于图8对本申请实施例提供的卫星网络的孤岛卫星处理方法的具体流程进行说明。
以第一卫星为例：
S801：基于第一卫星的卫星标识确定第一时长和第二时长，以及基于第一卫星与各相邻卫星传输的数据包数量确定第三时长，其中，数据包数量可以根据获取到的链路连接信息得到；
S802：基于第一时长、第二时长和各第三时长得到各向量卫星对应的时长阈值，并分别计算时长阈值与各相邻卫星向第一卫星发送请求信息（HELLO报文）的周期的商（即时长阈值除以TH），得到目标周期数量N，若超过N个周期还没有接收到ACK报文，则表明第一卫星与各相邻卫星之间的链路中断；
S803：确定第一卫星向其相应的各相邻卫星发送请求信息（HELLO报文），并记录各相邻卫星向第一卫星发送请求信息的数量，即N=N-1，例如目标周期数量为5，第一卫星向其中一个相邻卫星发送第一个HELLO报文后，将N的值更新为4，其余相邻卫星类似；
S804：分别判断各相邻卫星是否接收到反馈信息（ACK报文），若是，则执行S801，否则执行S805；
S805：分别判断各相邻卫星对应的N是否为0，若是，则执行S806，否则执行S803；
S806：确定第一卫星为孤岛卫星；
S807：计算孤岛卫星对应的每个第二区域的增益，基于孤岛卫星接入每个第二区域后产生的增益，确定所述孤岛卫星对应的待接入的第二区域；
S808：将孤岛卫星接入待接入的第二区域。
在判断域内是否存在孤岛卫星的过程中，若确定第一卫星为孤岛卫星后，该第一卫星以广播的形式向所属区域内所有卫星发送探测包，若第一卫星接收到多个基于探测包的反馈，则确定有多颗第一卫星成为孤岛卫星，这时多颗第一卫星为一个整体，接入第二区域。以图6中区域61为例，卫星2确定自己成为孤岛卫星后，以广播的形式发送探测包，卫星2仅接收到卫星3的反馈，即卫星2和卫星3成为孤岛卫星，这时卫星2和卫星3作为一个整体接入第二区域。
在接入相邻区域的过程中，中心卫星可以通过探测信息的形式，将孤岛卫星的接入信息携带在探测信息中，以使孤岛卫星能够根据探测信息中的接入信息接入相邻区域。例如，图7中，卫星2和卫星3成为孤岛卫星后，通过解析接收的探测信息，得到“卫星2和卫星3接入区域64”的指示，接入区域64；中心卫星也可以将接入信息发送到地面控制站，以使控制站对孤岛卫星进行接入相邻区域的指示。卫星2和卫星3之间的连接情况也可以通过地面控制站反馈给中心卫星，以使中心卫星确定是否将卫星2和卫星3作为一个整体。
本申请实施例提供的一种卫星网络的孤岛卫星处理方法，设计了一种孤岛卫星的发现机制，能够及时地发现域内的孤岛卫星，以使中心卫星能够迅速做出反应（区域内和区域间的路由重构）；本申请实施例还提出了一种针对孤岛卫星的解决方案，减少局部拓扑结构变化导致的数据包丢失，有效增强了网络拓扑的鲁棒性。
基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理装置，如图9所示，所述装置包括：
判断模块901，用于在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，其中，第一卫星为在所述区域内的预设位置处的卫星，所述孤岛卫星为与所属区域的相邻卫星之间的链路中断的第一卫星；所述相邻卫星为与所述第一卫星直接连接的卫星；
确定第二区域模块902，用于若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域；
接入模块903，用于将所述孤岛卫星接入所述第二区域。
在一种可能的实施方式中，判断模块901用于：
确定链路连接信息为所述第一区域中第二卫星向所述中心卫星发送的信息；
所述第二卫星为所述第一区域中预设区域的卫星，所述链路连接信息中包含各相邻卫星之间的连接状态。
在一种可能的实施方式中，判断模块901用于：
基于获取到的所述链路连接信息，确定所述第一卫星的相邻卫星从向所述第一卫星发送请求信息，到接收到所述第一卫星发送的反馈信息之前的持续时长；
基于所述持续时长，判断所述第一卫星是否为孤岛卫星；
其中，所述反馈信息是所述第一卫星在接收到所述相邻卫星发送的请求信息后反馈的信息。
在一种可能的实施方式中，判断模块901用于：
所述第一卫星的每个相邻卫星对应的持续时长均超过相应的时长阈值，则确定所述第一卫星为孤岛卫星。
在一种可能的实施方式中，判断模块901用于：通过如下方式确定第一相邻卫星对应的时长阈值：
基于所述第一卫星的卫星标识确定第一时长和第二时长，以及基于所述第一卫星与所述第一相邻卫星传输的数据包数量确定第三时长；
基于所述第一时长、所述第二时长和所述第三时长确定所述第一相邻卫星对应的时长阈值；
其中，所述第一时长为所述第一卫星为孤岛卫星后，重新确定所述第一卫星所属区域中的各传输路径所需的总时长；
所述第二时长为所述第一卫星接入第二区域后，重新确定所述第二区域中的各传输路径所需的总时长；
所述第三时长为在所述数据包数量对应的阻塞程度下，所述第一相邻卫星接收到反馈信息所需的时长。
在一种可能的实施方式中，判断模块901用于：
将所述第一时长与第二时长进行加和得到的值，与所述第三时长中的较大值作为所述时长阈值。
在一种可能的实施方式中，确定第二区域模块902用于：
基于所述孤岛卫星与位于每个第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入每个第二区域后发生中断的概率，确定每个第二区域对应的增益，其中，所述增益表征所述孤岛卫星接入第二区域后所述第二区域增加的连通度；
基于所述孤岛卫星接入每个第二区域后产生的增益，确定所述孤岛卫星对应的第二区域。
在一种可能的实施方式中，接入模块903用于：
确定所述孤岛卫星与所属区域中的相邻卫星恢复连接时，将所述孤岛卫星重新接入所述所属区域。
基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种卫星网络的孤岛卫星处理设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述实施例中的卫星网络的孤岛卫星处理方法。
如图10所示，设备1000包括处理器1001、存储器1002、通信接口1003和天线1005。其中，处理器1001、存储器1002、通信接口1003和天线1005通过总线1004相互连接。
所述处理器1001，用于读取存储器1002中的指令并执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述实施例提供的卫星网络的孤岛卫星处理方法。
所述存储器1002，用于存储上述实施例提供的卫星网络的孤岛卫星处理方法的各种指令以及程序，卫星的天线1005用于向地面或相邻卫星发送信号。
总线1004可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器1001可以是中央处理器（central processing unit，简称CPU），网络处理器（network processor，简称NP），图像处理器（Graphic Processing Unit，简称GPU）或者CPU、NP、GPU的任一组合。还可以是硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路（application-specific integrated circuit，简称ASIC），可编程逻辑器件（programmable logic device，简称PLD）或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件（complex programmable logic device，简称CPLD），现场可编程逻辑门阵列（field-programmable gate array，简称FPGA），通用阵列逻辑（generic array logic，简称GAL）或其任意组合。
另外，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序所述计算机程序用于使计算机执行上述实施例中任何一项所述的方法。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种卫星网络的孤岛卫星处理方法，其特征在于，应用于中心卫星，所述方法包括：
在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，其中，第一卫星为在所述区域内的预设位置处的卫星，所述孤岛卫星为与所属区域的相邻卫星之间的链路中断的第一卫星；所述相邻卫星为与所述第一卫星直接连接的卫星；
若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域；
将所述孤岛卫星接入所述第二区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路连接信息为所述第一区域中第二卫星向所述中心卫星发送的信息；
所述第二卫星为所述第一区域中预设区域的卫星，所述链路连接信息中包含各相邻卫星之间的连接状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，包括：
基于获取到的所述链路连接信息，确定所述第一卫星的相邻卫星从向所述第一卫星发送请求信息，到接收到所述第一卫星发送的反馈信息之前的持续时长；
基于所述持续时长，判断所述第一卫星是否为孤岛卫星；
其中，所述反馈信息是所述第一卫星在接收到所述相邻卫星发送的请求信息后反馈的信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述持续时长，判断所述第一卫星是否为孤岛卫星，包括：
若所述第一卫星的每个相邻卫星对应的持续时长均超过相应的时长阈值，则确定所述第一卫星为孤岛卫星。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下方式确定第一相邻卫星对应的时长阈值：
基于所述第一卫星的卫星标识确定第一时长和第二时长，以及基于所述第一卫星与所述第一相邻卫星传输的数据包数量确定第三时长；
基于所述第一时长、所述第二时长和所述第三时长确定所述第一相邻卫星对应的时长阈值；
其中，所述第一时长为所述第一卫星为孤岛卫星后，重新确定所述第一卫星所属区域中的各传输路径所需的总时长；
所述第二时长为所述第一卫星接入第二区域后，重新确定所述第二区域中的各传输路径所需的总时长；
所述第三时长为在所述数据包数量对应的阻塞程度下，所述第一相邻卫星接收到反馈信息所需的时长。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一时长、所述第二时长和所述第三时长确定所述第一相邻卫星对应的时长阈值，包括：
将所述第一时长与第二时长进行加和得到的值，与所述第三时长中的较大值作为所述时长阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二区域包括多个，所述基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域，包括：
基于所述孤岛卫星与位于每个第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入每个第二区域后发生中断的概率，确定每个第二区域对应的增益，其中，所述增益表征所述孤岛卫星接入第二区域后所述第二区域增加的连通度；
基于所述孤岛卫星接入每个第二区域后产生的增益，确定所述孤岛卫星对应的第二区域。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述孤岛卫星接入所述第二区域之后，还包括：
若确定所述孤岛卫星与所属区域中的相邻卫星恢复连接，则将所述孤岛卫星重新接入所述所属区域。
9.一种卫星网络的孤岛卫星处理装置，其特征在于，所述装置包括：
判断模块，用于在第一区域内，基于获取到的多个第一卫星的链路连接信息，判断第一卫星是否为孤岛卫星，其中，第一卫星为在所述区域内的预设位置处的卫星，所述孤岛卫星为与所属区域的相邻卫星之间的链路中断的第一卫星；所述相邻卫星为与所述第一卫星直接连接的卫星；
确定第二区域模块，用于若确定所述第一卫星为孤岛卫星，则基于所述孤岛卫星与位于第二区域直接连接的卫星数量，以及当所述孤岛卫星接入所述第二区域后发生中断的概率，确定所述孤岛卫星对应的第二区域；
接入模块，用于将所述孤岛卫星接入所述第二区域。
10.一种卫星网络的孤岛卫星处理设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-8中任何一项方法。
11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如权利要求1-8任何一项方法。
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