CN117768001A - 星间通信路由的方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种星间通信路由的方法、装置和系统。该方法包括:第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址和星间路径,源虚拟地址为虚拟路由网格中的第一节点的节点地址,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第一卫星根据星间路径向第二卫星发送封装包,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,第二卫星在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,根据星间路径向第三卫星发送封装包,在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。该方法适用于网络拓扑高动态变化的卫星网络。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种星间通信路由的方法、装置和系统。
背景技术
基于卫星的卫星网络正日益成为重要的信息基础设施。卫星网络能够突破地面网络需要在世界各地建设地面站的局限,实现全球不间断信号覆盖,为全球用户提供大宽带、低延时、无死角连接入网的网络服务。路由技术作为卫星网络通信中的关键技术,能够保证卫星网络中各卫星节点之间的互联互通,影响着数据流的传输效率和卫星网络的服务质量。
目前的路由方案主要包括固定路由表、集中式路由和分布式路由等。其中,固定路由表主要通过预先设定好的路由表规定网络设备之间的路由策略,适用于小型的、网络拓扑不变的网络。集中式路由主要通过集中器收集全局链路信息,根据全局链路的变化,计算新的路由策略,并将新的路由策略分发给其他路由器。分布式路由主要通过每个路由器自主探索,根据全局链路的变化,更新路由策略,并通过洪泛信息分享到路由策略相关的路由器中。然而,在卫星网络的网络拓扑高动态变化时,集中器需要频繁下发路由策略,卫星网络的负载较大,每个卫星的路由器通过洪泛信息分享的数据对卫星网络而言亦是高负载,也会导致卫星网络性能恶化。
因此,设计一种适用于网络拓扑高动态变化的卫星网络的星间路由方式,成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种星间通信路由的方法、装置和系统,适用于网络拓扑高动态变化的卫星网络。
第一方面,本申请提供一种星间通信路由的方法,应用于卫星间链路组中的第一卫星,第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点。
该方法包括:根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径,源虚拟地址为第一节点的节点地址,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二节点的节点地址用于与卫星间链路组中的其他卫星通信,第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点或者多个节点的节点地址信息;
根据星间路径向第二卫星发送封装包,第二卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第二卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,源地址为第一卫星的基站的地址,目标地址为核心网设备的地址。
第二方面,本申请提供一种星间通信路由的方法,应用于卫星间链路组中的第二卫星,第二卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点,第二卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点。
该方法包括:接收第一卫星根据星间路径发送的封装包,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,星间路径是第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的,源虚拟地址为第一节点的节点地址,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二节点的节点地址用于与卫星间链路组中的其他卫星通信,第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备,源地址为第一卫星的基站的地址,目标地址为核心网设备的地址,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点或者多个节点的节点地址信息,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中;
在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径;并根据星间路径向第三卫星发送封装包,第三卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星和第二卫星之外的一个卫星,第三卫星运转至虚拟路由网格中的第四节点,第四节点为节点地址信息对应的节点中的第三节点的后一个节点;
在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容;并向信关站设备发送第一信息,第一信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
在上述第二方面及该一方面任一种可能的设计中,在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,该方法还包括:将源地址和源虚拟地址匹配进行存储。
在上述第一方面至第二方面及该一方面任一种可能的设计中,数据内容是基站从终端设备接收到的,基站的无线信号能够覆盖终端设备;或者,数据内容是基站确定的。
第三方面,本申请提供一种星间通信路由的方法,应用于卫星间链路组中的第一卫星,第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点,第一卫星的基站的无线信号能够覆盖信关站设备,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,第一节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备。
该方法包括:通过基站接收信关站设备发送的第一信息,第一信息包括数据内容;
根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径,源虚拟地址为第一节点的节点地址,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二卫星运转至第二节点,第二卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第二节点的节点地址用于第二卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包含的一个节点或者多个节点的节点地址信息;
根据星间路径向第三卫星发送封装包,第三卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第三卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,源地址为核心网设备的地址,目标地址为第二卫星的基站的地址。
在上述第三方面及该一方面任一种可能的设计中,确定目标虚拟地址,包括:根据目标地址,获取匹配存储的第一源地址和第一源虚拟地址,第一源地址为第二卫星的基站的地址,第一源虚拟地址为第二节点的节点地址;将第一源虚拟地址确定为目标虚拟地址。
在上述第三方面及该一方面任一种可能的设计中,确定目标虚拟地址,包括:根据目标地址和卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定第二卫星运转至虚拟路由网格中的节点;将节点的节点地址确定为目标虚拟地址。
在上述第三方面及该一方面任一种可能的设计中,确定目标虚拟地址,包括:根据终端设备的位置信息,确定覆盖终端设备的基站,第二卫星的基站的无线信号能够覆盖终端设备;将基站对应的第二卫星在虚拟路由网格中的节点的节点地址确定为目标虚拟地址。
第四方面,本申请提供一种星间通信路由的方法,应用于卫星间链路组中的第三卫星,第三卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第三卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点,第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点,第一卫星的基站的无线信号能够覆盖信关站设备,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,第一节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备。
该方法包括:接收第一卫星根据星间路径发送的封装包,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,星间路径是第一卫星在通过第一卫星的基站接收信关站设备发送的第一信息后,根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的,源虚拟地址为第一节点的节点地址,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二节点的节点地址用于第二卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,源地址为核心网设备的地址,目标地址为第二卫星的基站的地址,第二卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包含的一个节点或者多个节点的节点地址信息,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中;
在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径;并根据星间路径向第四卫星发送封装包,第四卫星为中的除了第一卫星和第三卫星之外的一个卫星,第四卫星运转至虚拟路由网格中的第四节点,第四节点为节点地址信息对应的节点中的第三节点的后一个节点;
在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
在上述第四方面及该一方面任一种可能的设计中,该方法包括:
向终端设备发送第二信息,第二卫星的基站的无线信号能够覆盖终端设备,第二信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
在上述第一方面至第四方面及该一方面任一种可能的设计中,卫星间链路组中的卫星在运转至一个节点后,卫星对应的节点地址变为节点的节点地址,且在运转至一个节点的过程中,卫星对应的节点地址保持为节点的前一个节点的节点地址。
在上述第一方面至第四方面及该一方面任一种可能的设计中,虚拟路由网格是以卫星间链路组中的各个卫星的轨道为竖线,平行于轨道的线为横线构成的球面,横线与竖线的交叉位置为节点,每个节点设置有一个节点地址,不同节点的节点地址不同。
在上述第一方面至第四方面及该一方面任一种可能的设计中,横线的数量是根据卫星间链路组中的卫星的轨道数量,和/或,每条轨道上的卫星数量确定的。
在上述第一方面至第四方面及该一方面任一种可能的设计中,卫星的星间位置信息包括如下至少一项:卫星的轨道、卫星的标识、虚拟路由网格中的各个节点的节点地址、卫星的运转方向、卫星的运转速度、卫星的运转时长以及卫星的初始位置。
第五方面,本申请提供一种通信装置,装置包括:用于执行上述第一方面及上述第一方面任意一种可能的设计中的方法的模块;或者,用于执行上述第二方面及上述第二方面任意一种可能的设计中的方法的模块;或者,用于执行上述第三方面及上述第三方面任意一种可能的设计中的方法的模块;或者,用于执行上述第四方面及上述第四方面任意一种可能的设计中的方法的模块。
第六方面,本申请提供一种通信系统,包括:终端设备、卫星间链路组、信关站设备和核心网设备,卫星间链路组中包括多个卫星,卫星中包括基站。
在一些示例中,卫星间链路组中包括第一卫星和第二卫星,第一卫星用于执行上述第一方面及上述第一方面任意一种可能的设计中的方法,第二卫星用于执行上述第二方面及上述第二方面任意一种可能的设计中的方法。
在另一些示例中,卫星间链路组中包括第一卫星和第三卫星,第一卫星用于执行上述第三方面及上述第三方面任意一种可能的设计中的方法,第三卫星用于执行上述第四方面及上述第四方面任意一种可能的设计中的方法。
第七方面,本申请提供一种通信装置,包括:处理器;处理器用于执行存储器中的计算机可执行程序或指令,使得通信装置执行上述第一方面及上述第一方面任意一种可能的设计中的方法;或者,使得通信装置执行上述第二方面及上述第二方面任意一种可能的设计中的方法;或者,使得通信装置执行上述第三方面及上述第三方面任意一种可能的设计中的方法;或者,使得通信装置执行上述第四方面及上述第四方面任意一种可能的设计中的方法。
第八方面,本申请提供一种通信装置,包括:至少一个存储器和至少一个处理器;存储器用于存储计算机可执行程序或指令;
处理器用于调用存储器中的计算机可执行程序或指令,使得通信装置执行上述第一方面及上述第一方面任意一种可能的设计中的方法;或者,使得通信装置执行上述第二方面及上述第二方面任意一种可能的设计中的方法;或者,使得通信装置执行上述第三方面及上述第三方面任意一种可能的设计中的方法;或者,使得通信装置执行上述第四方面及上述第四方面任意一种可能的设计中的方法。
第九方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机可执行程序或指令,计算机可执行程序或指令设置为执行上述第一方面及上述第一方面任意一种可能的设计中的方法;或者,计算机可执行程序或指令设置为执行上述第二方面及上述第二方面任意一种可能的设计中的方法;或者,计算机可执行程序或指令设置为执行上述第三方面及上述第三方面任意一种可能的设计中的方法;或者,计算机可执行程序或指令设置为执行上述第四方面及上述第四方面任意一种可能的设计中的方法。
第十方面,本申请提供一种芯片,包括:接口电路和逻辑电路,接口电路用于接收来自于芯片之外的其他芯片的信号并传输至逻辑电路,或者将来自逻辑电路的信号发送给芯片之外的其他芯片,逻辑电路用于实现上述第一方面及上述第一方面任意一种可能的设计中的方法;或者,逻辑电路用于实现上述第二方面及上述第二方面任意一种可能的设计中的方法;或者,逻辑电路用于实现上述第三方面及上述第三方面任意一种可能的设计中的方法;或者,逻辑电路用于实现上述第四方面及上述第四方面任意一种可能的设计中的方法。
第十一方面,本申请提供一种计算机程序产品,包括:执行指令,执行指令存储在可读存储介质中,电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取执行指令,至少一个处理器执行执行指令使得电子设备实现第一方面至第四方面及该一方面任一种可能的设计中的方法。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种星间通信路由系统的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的一种星间通信路由的方法的信令交互图;
图3为本申请一实施例提供的一种虚拟路由网格的示意图;
图4为本申请一实施例提供的一种星间通信路由的方法的信令交互图;
图5为本申请一实施例提供的一种确定目标虚拟地址的方法流程图;
图6为本申请一实施例提供的一种确定目标虚拟地址的方法流程图;
图7为本申请一实施例提供的一种确定目标虚拟地址的方法流程图;
图8为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图9为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图10为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图11为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图12为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图13为本申请一实施例提供的一种通信装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,单独a,单独b或单独c中的至少一项(个),可以表示:单独a,单独b,单独c,组合a和b,组合a和c,组合b和c,或组合a、b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接,还可以是指电连接或信号连接,例如,可以是直接相连,即物理连接,也可以通过中间至少一个元件间接相连,只要达到电路相通即可,还可以是两个元件内部的连通;信号连接除了可以通过电路进行信号连接外,也可以是指通过媒体介质进行信号连接,例如,无线电波。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在传统技术中,有多种路由方法。
方法1,固定路由表路由。预先根据网络的状态设定好的固定路由表,固定路由表中规定了网络节点与网络节点之间的转发路线。在需要转发数据包时,各网络节点根据固定路由表选择下一跳需要到达的网络节点。
方法2,集中式路由。预先设置一个中央节点,由中央节点收集卫星全局链路信息。中央节点根据卫星网络拓扑的变化计算并不断更新路由表,并将该路由表下发给其他各卫星,卫星在转发数据包时根据更新后的路由表选择下一跳需要到达的卫星,直至到达目标卫星。
方法3,分布式路由。每个卫星通过洪泛移动代理自主探索卫星全局链路信息,根据卫星全局链路信息计算并选择下一跳需要到达的卫星,直至到达目标卫星节点。
可见,方法1为静态路由,在卫星网络拓扑动态变化时,卫星在转发数据包时无法根据预先设定好的路由表找到下一跳需要到达的卫星。
方法2为动态路由,在卫星网络拓扑高动态变化时,中央节点会频繁地向其他卫星下发新的路由表,使得卫星网络的负载较大,导致卫星网络性能恶化,出现延迟较高、丢包增多等负面情况。
方法3为动态路由,在卫星网络拓扑高动态变化时,每个卫星通过洪泛移动代理自主探索全局链路信息也会使得卫星网络高负载,导致卫星网络性能恶化,出现延迟较高、丢包增多等负面情况。
因此,上述的方法1、方法2和方法3,都不适用于网络拓扑高动态变化的卫星网络。
基于上述问题,本申请提供了一种星间通信路由的方法、通信装置、通信系统、计算机可读存储介质、芯片以及计算机程序产品,考虑到一般情况下卫星在既定轨道上运转,便能够事先获知卫星的运转规律。即使卫星发生轨道转变也可获知卫星变化轨道后的运转规律。从而,根据卫星网络中的各个卫星的运转规律可以建立虚拟路由网格。其中,该虚拟路由网格包括多个节点,每个节点为一个实际位置,每个节点设置有一个节点地址,且不同的节点的节点地址不同。这样,在卫星运转至一个节点时,该节点的节点地址可作为该卫星的虚拟地址。那么,在网络拓扑高动态变化的卫星网络中,借助动态更新卫星的虚拟地址,无需变化卫星的实际地址,便可实现卫星上的基站与核心网设备之间的相互路由,或者,终端设备与核心网设备之间的相互路由,无需频繁更新固定的路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免卫星网络出现高负载而导致卫星网络性能恶化的情况。
请参阅图1,图1为本申请一实施例提供的一种星间通信路由系统的结构示意图。如图1所示,本申请的星间通信路由系统可以包括:终端设备11、卫星间链路组12、信关站设备13和核心网设备14。
其中,星间通信路由系统中可以包括一个或多个终端设备11。终端设备11可以指用户设备、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。终端设备11还可以是卫星电话、蜂窝电话、智能手机、无线数据卡、无线调制解调器、机器类型通信设备、可以是无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字处理(personal digital assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备或可穿戴设备,虚拟现实(virtual reality,VR)终端设备、增强现实(augmented reality,AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、5G移动通信系统中的终端设备、6G移动通信系统中的终端设备或者未来移动通信系统中的终端设备等。此外,终端设备11还可以是物联网(Internetof things,IoT)系统中的终端设备。
其中,卫星间链路组12中可以包括多个卫星(图1中采用卫星A1至卫星Am进行示意,m为大于1的正整数),卫星间链路组12中的多个卫星构成卫星网络,卫星网络的拓扑是动态变化的。多个卫星按照各自对应的轨道运行。多个卫星的卫星链路拓扑是动态变化的。卫星链路拓扑是各个卫星之间的连接关系,每个卫星都按照固定的轨道绕地球运转,不同的卫星在每个轨道可能有不同的运行方向和倾斜角度。因此,在一个时刻,卫星与相邻轨道上的一个卫星建立连接,在下一个时刻,卫星随着轨道运转,卫星之间的连接可能会因为卫星的运转而断开,卫星可能会重新选取相邻轨道上的另一个卫星建立连接。虽然各个卫星之间的连接关系会随着时间不断变化,但是由于卫星的运转具有规律性,从而根据卫星的运转速度、运转时间以及运转方向等信息,能够推导出卫星当前所在的位置以及卫星与卫星之间的连接关系。卫星可以为LEO卫星、非静止地球轨道(non-geostationary earthorbit,NGEO)卫星、中地球轨道(middle earth orbit,MEO)卫星或者地球同步轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星。另外,卫星可以是静止轨道卫星、中轨道卫星及低轨道卫星等。
在一些示例中,卫星上设置有基站、虚拟互联网协议(Internet protocol,IP)映射模块和路由模块。
其中,卫星上基站的数量可以为一个或多个。每个基站有一个唯一的、固定的互联网协议地址(Internet protocol address,IP Address)。不同的基站对应的IP地址不同。例如,卫星A1上有两个基站,分别为基站S1和基站S2,基站S1的IP地址可以为200.1.1.1,基站S2的IP地址可以为200.1.1.2,卫星A2上有一个基站S3,基站S3的IP地址可以为200.1.1.3。基站用于接收终端设备11或者信关站设备13发送的信息,并对信息进行解码和处理。从而,基站可以将解码和处理后的信息发送至虚拟IP映射模块。
在基站与终端设备11通信时,基站的无线信号能够覆盖终端设备11,使得该基站对应的卫星可以与终端设备11进行通信,为终端设备11提供接入服务。
例如,图1中的卫星A1的基站的无线信号可以覆盖终端设备11,卫星A1与终端设备11之间可以通过卫星A1上的基站进行通信。
在基站与信关站设备13通信时,基站的无线信号能够覆盖信关站设备13,使得该基站对应卫星可以与信关站设备13通过馈电链路进行通信。
例如,图1中的卫星Am的基站的无线信号可以覆盖信关站设备13,卫星Am与信关站设备13之间可以通过馈电链路进行通信。
其中,虚拟IP映射模块用于对基站发送的信息进行封装或者解封,并将封装或者解封后的信息发送至路由模块。
其中,各卫星的路由模块可以实现对应的多个卫星之间的通信。路由模块用于接收虚拟IP映射模块发送的信息,并向卫星间链路组12中的其他卫星的路由模块发送信息,或者,路由模块用于向卫星间链路组12中的其他卫星的路由模块发送信息,或者,路由模块用于接收卫星间链路组12中的其他卫星的路由模块发送的信息。路由模块的地址可以随着路由模块所在的卫星的运转而变化。
其中,星间通信路由系统中可以包括一个或多个信关站设备13。信关站设备13用于连接卫星链路组12中的卫星与地面的核心网设备14,信关站设备13可以接收卫星发送的信息,并将信息发送至核心网设备14。信关站设备13还可以接收核心网设备14发送的信息,并将信息转发至卫星链路组12中的卫星。信关站设备13可以为低轨卫星信关站、中轨卫星信关站或者高轨卫星信关站等。
其中,核心网设备14与信关站设备13之间可以通过地面路由器进行通信。核心网设备14例如可以为现有的移动通信架构的核心网(core network,CN)中的设备或未来移动通信架构的核心网中的设备。核心网作为承载网络提供到数据网络的接口,为终端设备11提供通信连接、认证、管理、策略控制以及对数据业务完成承载等。其中,CN又进一步可包括:定位管理功能网元(location management function,LMF)、接入和移动管理网元(access and mobility management function,AMF)、会话管理网元(session managementfunction,SMF)、认证服务器网元(authentication server function,AUSF)、策略控制网元(policy control function,PCF)、用户面功能网元(user plane function,UPF)等网元。
基于前述描述,本申请以下实施例将以具有图1所示结构的星间通信路由系统为例,结合场景一和场景二,对本申请实施例提供的星间通信路由的方法进行详细阐述。
场景一中,由卫星链路组中的卫星的基站发起与核心网设备的通信,或者,由终端设备发起与核心网设备的通信。
在卫星链路组中的卫星的基站发起通信时,信关站设备可以为如图1所示的信关站设备13,核心网设备可以为如图1所示的核心网设备14,卫星间链路组中的第一卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星A1,卫星间链路组中的第二卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星A2至卫星Am中的一个卫星。
在终端设备11发起通信时,终端设备可以为如图1所示的终端设备11,信关站设备可以为如图1所示的信关站设备13,核心网设备可以为如图1所示的核心网设备14,卫星间链路组中的第一卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星A1,卫星间链路组中的第二卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星A2至卫星Am中的一个卫星。
场景二中,由核心网设备发起与卫星的基站或者终端设备的通信。
在核心网设备14发起通信中,终端设备可以为如图1所示的终端设备11,信关站设备可以为如图1所示的信关站设备13,核心网设备可以为如图1所示的核心网设备14,卫星间链路组中的第一卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星Am,卫星间链路组中的第二卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星A1,卫星间链路组中的第三卫星可以为如图1所示的卫星间链路组12中的卫星A1至卫星Am-1中的一个卫星。
场景一
请参阅图2,图2为本申请一实施例提供的一种星间通信路由的方法的信令交互图。
如图2所示,本申请的星间通信路由的方法可以包括:
S101、终端设备通过第一卫星的基站向第一卫星发送第二信息。
对应的,第一卫星通过第一卫星的基站接收终端设备发送的第二信息。
其中,S101是可选的步骤。在终端设备发起与核心网设备的通信时,本申请的星间通信路由的方法包括S101-S108。在卫星链路组中的卫星的基站发起与核心网设备的通信时,本申请的星间通信路由的方法包括S102-S108。
其中,第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点。
其中,虚拟路由网格是根据卫星间链路组中的各个卫星的轨道构建而成的球面。在一些示例中,虚拟路由网格是以卫星间链路组中的各个卫星的轨道为竖线,平行于轨道的线为横线构成的球面,横线与竖线的交叉位置为节点,每个节点设置有一个节点地址,不同节点的节点地址不同。
其中,竖线的数量为卫星间链路组中的各个卫星的轨道的数量。
如图3所示,卫星间链路组中的各个卫星的轨道分别为轨道y1、轨道y2、轨道y3、轨道y4、轨道y5、轨道y6、轨道y7、轨道y8、轨道y9和轨道y10,则竖线的数量为10。
其中,横线的数量可以根据卫星间链路组中的卫星的每条轨道上的卫星数量确定。
在一些示例中,横线的数量为第一轨道上的卫星数量,其中,在卫星间链路组中的各个卫星的轨道中,运转在第一轨道上的卫星的数量最多。
在上述示例中,横线的数量为第一轨道上的卫星数量,可以使得虚拟路由网格中的节点的分布适应卫星的数量,避免出现卫星较多而节点较少的情况,从而避免出现不同卫星对应的节点地址为相同的地址的情况。
如图3所示,卫星间链路组中的各个卫星的轨道分别为轨道y1、轨道y2、轨道y3、轨道y4、轨道y5、轨道y6、轨道y7、轨道y8、轨道y9和轨道y10,若在轨道y1上运转的卫星的数量为8,在轨道y2上运转的卫星的数量为5,在轨道y3上运转的卫星的数量为5,在轨道y4上运转的卫星的数量为5,在轨道y5上运转的卫星的数量为4,在轨道y6上运转的卫星的数量为2,在轨道y7上运转的卫星的数量为7,在轨道y8上运转的卫星的数量为8,在轨道y9上运转的卫星的数量为6,在轨道y10上运转的卫星的数量为7,从而,横线的数量可以为在轨道y1上运转的卫星的数量,横线的数量为8条。
在另一些示例中,横线的数量大于第一轨道上的卫星数量,其中,在卫星间链路组中的各个卫星的轨道中,运转在第一轨道上的卫星的数量最多。
另外,虚拟路由网格中横线的间距可以为等间距,或者,虚拟路由网格中横线的间距也可以根据卫星间链路组中的卫星的运转情况来确定,本申请对此不作限定。
其中,虚拟路由网格中的每个节点可以用球面坐标系中的坐标(x,y)表示,横线的坐标为纬度坐标,竖线的坐标为经度坐标。
如图3所示,以横线的数量为8条,竖线的数量为10条为例,竖线的坐标为y1至y10,横线的坐标为x1至x8,则节点①的坐标可以表示为(x7,y2)。
其中,虚拟路由网格用于指示卫星的实际位置与节点地址的关系。
虚拟路由网格中的每个节点对应在卫星链路组中的卫星的一个轨道上的实际位置,在卫星沿着轨道运转至一个节点对应的实际位置时,该卫星对应的节点地址为该个节点的节点地址。每个节点还对应一个地面范围。该卫星的基站可以与该节点对应的地面范围内的其他设备进行通信。
其中,卫星间链路组中的卫星在运转至一个节点后,卫星对应的节点地址变为节点的节点地址,且在运转至一个节点的过程中,卫星对应的节点地址保持为节点的前一个节点的节点地址。
如图3所示,节点①的节点地址为200.0.0.1,节点②的节点地址为200.0.0.2,轨道y2上的卫星自上而下运转,卫星运转至节点①时,卫星对应的节点地址为200.0.0.1,在卫星位于节点①至节点②之间时,卫星对应的节点地址保持不变,依然为200.0.0.1,在卫星运转至节点②时,卫星对应的节点地址变为200.0.0.2。
在一些示例中,卫星可以将卫星的路由模块的地址变为卫星当前所在节点的节点地址,这样,卫星的路由模块就可以基于节点地址与其他卫星的路由模块进行通信。
如图3所示,节点①的节点地址为200.0.0.1,节点②的节点地址为200.0.0.2,轨道y2上的卫星自上而下运转,卫星运转至节点①时,卫星的路由模块可以将路由模块的地址变为200.0.0.2。在卫星沿轨道y2从节点①运转至节点②的过程中,卫星的路由模块可以将路由模块的地址保持为200.0.0.2。在卫星沿轨道y2运转至节点②时,卫星的路由模块可以将路由模块的地址变为200.0.0.2。
这样,随着卫星的不断运转,卫星的路由模块的地址可以根据卫星的运转动态变化,而卫星的运转规律是可以提前获知的,那么,在网络拓扑高动态变化的卫星网络中,借助动态更新卫星的路由模块的地址,无需变化卫星的实际地址和卫星上的基站地址,便可实现卫星间链路组中的卫星与卫星之间的相互路由,无需频繁更新固定的路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免卫星网络出现高负载而导致卫星网络性能恶化的情况。
在终端设备发起与核心网设备的通信时,第一卫星的基站的无线信号覆盖终端设备。第一卫星的基站可以向终端设备提供接入服务,第一卫星的基站和终端设备之间能够通过移动通信的空口协议进行通信。移动通信的空口协议例如可以为5G的新空口(newradio,NR)协议或者4G的长期演进(long term evolution,LTE)空口协议等。
从而,终端设备可以通过第一卫星的基站向第一卫星发送第二信息,第二信息中包括数据内容。数据内容为终端设备需要传输给核心网设备的内容。
其中,数据内容可以包括控制面的信令信息,或者,数据内容可以包括用户面的数据信息,或者,数据内容可以包括语音信息,本申请对此不做限定。
从而,第一卫星可以通过第一卫星的基站接收到终端设备发送的第二信息,第一卫星的基站可以对第二信息进行协议转换处理,得到数据内容。
在卫星链路组中的卫星的基站发起与核心网设备的通信时,第一卫星的基站可以自行确定需要发送至核心网设备的数据内容。
基于此,在第一卫星获取到数据内容后,第一卫星的基站确定源地址和目标地址。
其中,源地址为第一卫星的基站的地址,目标地址为核心网设备的地址。源地址用于标识数据内容的来源,使数据内容的接收端能够知道数据内容是从哪个基站发送过来的。目标地址用于标识数据内容的目的地,使数据内容的发送端能够将数据内容发送给正确的接收端。
例如,第一卫星的基站的地址采用IPg表示,核心网设备的地址采用IP核表示,数据内容采用data表示,则第一卫星的基站可以将源地址确定为IPg,将目标地址确定为IP核。
S102、第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径。
其中,源虚拟地址为虚拟路由网格中的第一节点的节点地址。
其中,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信。
其中,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址。
其中,第二节点的节点地址用于与卫星间链路组中的其他卫星通信。
其中,第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备。
其中,星间位置信息用于指示卫星的运转规律。运转规律例如可以根据运转速度、运转方向和运转时长等参数进行确定。
考虑到能够事先获知星间位置信息,那么第一卫星就可以根据星间位置信息,得到第一卫星当前所在的实际位置,并根据第一卫星当前所在的实际位置,确定出第一卫星在虚拟路由网格中对应的节点与节点地址,第一卫星在虚拟路由网格中对应的节点即第一节点。
另外,考虑到信关站设备的位置一般是固定的,那么信关站设备在虚拟路由网格中对应的节点也是固定的,信关站设备在虚拟路由网格中对应的节点即第二节点。在卫星运转至第二节点时,该卫星对应的节点地址为第二节点的节点地址,该卫星的基站的无线信号能够覆盖信关站设备,该卫星便能够基于第二节点的节点地址与信关站设备进行通信。
基于此,第一卫星可以获知第一节点的节点地址和第二节点的节点地址,并通过第一节点的节点地址、第二节点的节点地址以及虚拟路由网格中的各个节点确定星间路径。
其中,第一节点和第二节点是虚拟路由网格中的两个确定的节点,且第一节点是星间路径的起始节点,第二节点是星间路径的终止节点。
从而,第一卫星可以确定出从第一节点路由至第二节点的星间路径,这样就无需随着卫星网络拓扑的变化,频繁更新路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免加重卫星网络的负载,避免出现卫星网络性能恶化的情况。
其中,星间路径为从第一节点路由至第二节点的过程中所经过的节点以及该节点的顺序。第一卫星可以根据星间路径获知路由至位于第二节点的卫星需要经过的哪些节点,以及这些节点之间的顺序。
在一些示例中,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点的节点地址信息。该一个节点指的是当前卫星所在节点之后的一个节点。
这样,第一卫星可以确定位于第一卫星所在的第一节点的后一个节点的节点地址。
如图3所示,第一卫星位于节点①,第一卫星确定的星间路径为从节点①路由至节点②,则节点地址信息中包括节点②的节点地址,从而,第一卫星的路由模块可以获知节点②的节点地址,并基于节点②的节点地址与位于节点②的卫星进行通信。
在上述示例中,只确定位于卫星所在的节点的后一个节点的节点地址,使得确定星间路径的过程拥有更高的容错性,一旦某个卫星出现故障,其他卫星可以重新计算星间路径,更加灵活,避免出现网络拥塞或单点故障的问题。
在另一些示例中,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的多个节点的节点地址信息。该多个节点指的是当前卫星所在的节点之后的一部分节点,或者,该多个节点指的是当前卫星所在的节点之后的所有节点。
这样,第一卫星可以确定从第一节点路由至第二节点的过程中包括的多个节点的节点地址信息。
如图3所示,第一卫星位于节点①,第一卫星确定的星间路径为节点①→节点②→节点③→节点④→节点⑤→节点⑥→节点⑦→节点⑧→节点⑨→节点⑩,其中,符号右箭头“→”表示从右箭头左侧的节点路由至右箭头右侧的节点,则节点地址列表可以包括节点②的节点地址、节点③的节点地址、节点④的节点地址、节点⑤的节点地址、节点⑥的节点地址、节点⑦的节点地址、节点⑧的节点地址、节点⑨的节点地址以及节点⑩的节点地址。
这样,第一卫星可以确定出完整的星间路径,有利于实现对星间通信路由的全局优化和管理。
其中,第一卫星可以通过多种方式,确定星间路径。
作为一种可行的实现方式,第一卫星可以根据不同的服务质量需求,通过服务质量(quality of service,QoS)优化算法确定通信质量好的星间路径。通过QoS优化算法,可以兼顾带宽、延迟或者可靠性等指标,评估不同星间路径的性能,选择出能满足通信质量要求的路径,有助于提高路由时的可靠性。
作为另一种可行的实现方式,第一卫星可以实时收集从第一节点到第二节点的多个路径的延迟、可用带宽等路径信息,计算并更新路径信息和位于各个节点的卫星的负载情况,并通过负载均衡法来确定星间路径,有助于提高路由时的传输效率和可靠性。
基于此,第一卫星可以通过星间路径,将源地址、目标地址和数据内容,路由至位于第二节点的卫星。
在源地址、目标地址和数据内容在卫星与卫星之间路由时,卫星通过星间路径来选择下一跳路由的卫星,因此,目标地址可能会发生变化。考虑到卫星与卫星之间的路由在移动通信的传输网中属于网络层,路由时需要承载基站与核心网设备之间的传输层协议,由于传输层协议需要保持连接态,而传输层协议保持连接态的前提是保证源地址与目标地址不变。
因此,可以设置一个源虚拟地址和一个目标虚拟地址作为源地址、目标地址和数据内容在卫星与卫星之间路由的依据,将源地址和目标地址保护起来。
基于此,第一卫星的虚拟IP映射模块可以将源地址、目标地址和数据内容看作一个整体,根据虚拟路由网格中的节点的节点地址,确定出封装包的源虚拟地址和目标虚拟地址。其中,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容。从而可以保证封装包的源地址和目标地址不会改变,保证传输层协议保持连接态,避免基站与核心网设备之间出现断开连接的问题。
具体的,第一卫星的虚拟IP映射模块可以将第一卫星在虚拟路由网格中对应的节点的节点地址,即第一节点的节点地址,确定为源虚拟地址。
第一卫星的虚拟IP映射模块可以将信关站设备在虚拟路由网格中对应的节点的节点地址,即第二节点的节点地址,确定为目标虚拟地址。
例如,源虚拟地址采用IP虚源表示,目标虚拟地址采用IP信关站表示,第一卫星的基站的地址采用IPg表示,核心网设备的地址采用IP核表示,数据内容采用data表示,则封装包中携带有IP虚源、IP信关站、IPg、IP核和data。
另外,封装包中还可能携带有其他内容,如时间戳、序列号以及协议字段等,但与本申请的关联度不大,此处不再赘述。
此外,如果第一卫星的基站的无线信号既可以覆盖终端设备,又可以覆盖信关站设备,那么第一卫星无需确定封装包,也无需将封装包发送至卫星间链路组中的其他卫星,第一卫星可以直接通过第一卫星的基站将数据内容发送至信关站设备。
S103、第一卫星根据星间路径向第二卫星发送封装包。
对应的,第二卫星接收第一卫星根据星间路径发送的封装包。
其中,第二卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星。第二卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点。
其中,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中。
如图3所示,第一卫星位于节点①,第一卫星确定的星间路径为节点①→节点②→节点③→节点④→节点⑤→节点⑥→节点⑦→节点⑧→节点⑨→节点⑩,其中,符号右箭头“→”表示从右箭头左侧的节点路由至右箭头右侧的节点,位于节点①的第一卫星向位于后一个节点的卫星发送封装包,则第二卫星可以为位于节点②的卫星,第三节点即节点②。
基于此,第二卫星可以接收第一卫星发送的封装包,并根据星间路径继续确定将封装包发送至哪个卫星。
S104、第二卫星判断第三节点的节点地址是否为目标虚拟地址。
在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,表示封装包还未到达位于目标虚拟地址对应的节点的卫星,即还未到达信关站设备对应的卫星,第二卫星还需继续向卫星间链路组中的其他卫星发送封装包,因此,第二卫星可以执行S105。
在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,表示封装包已经到达位于目标虚拟地址对应的节点的卫星,即封装包已经到达信关站设备对应的卫星,此时的第二卫星即为信关站设备对应的卫星,也就是说,第二卫星运转至信关站设备对应的节点,第二卫星的基站的无线信号可以覆盖信关站设备,第二卫星可以连接到信关站设备,因此,第二卫星可以执行S106。
S105、第二卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径,并根据星间路径向第三卫星发送封装包。
对应的,第三卫星接收第二卫星根据星间路径发送的封装包。
其中,第三卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星和第二卫星之外的一个卫星。
其中,第三卫星运转至虚拟路由网格中的第四节点。
其中,第四节点为节点地址信息对应的节点中的第三节点的后一个节点。
在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,表示封装包还未到达信关站设备对应的卫星,因此,第二卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径,并根据星间路径继续向卫星间链路组中的第三卫星发送封装包。
其中,第二卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径,可以与第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径相同。当然,第二卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径,也可以不与第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径相同。
在卫星将封装包每发送到一个新的卫星的路由模块时,新的卫星都可以基于卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,再次确定新的星间路径,新的星间路径相较于上一个卫星确定的星间路径,通信质量更优或者延迟更低,以适应卫星间链路组中的各个卫星的变化,有助于提高根据星间路径发送封装包的效率与稳定性。
基于此,在第三卫星接收到第二卫星发送的封装包后,第三卫星继续执行S104,再次判断第四节点的节点地址是否为目标虚拟地址,直至第四节点的节点地址为目标虚拟地址。
S106、第二卫星对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,表示第二卫星运转至信关站设备对应的节点,即第二卫星的基站的无线信号可以覆盖信关站设备,也就是说,信关站设备对应的卫星的路由模块已经接收到封装包,即封装包已经到达目的地。
从而,第二卫星可以对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
具体的,第二卫星的路由模块可以将封装包发送至第二卫星的虚拟IP映射层,第二卫星的虚拟IP映射层对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
例如,源虚拟地址采用IP虚源表示,目标虚拟地址采用IP信关站表示,第一卫星的基站的地址采用IPg表示,核心网设备的地址采用IP核表示,封装包中携带有IP虚源、IP信关站、IPg、IP核和data,第二卫星的虚拟IP映射层对封装包进行拆封装,去除IP虚源和IP信关站,得到IPg、IP核和data。
基于此,第二卫星可以得到第一信息,第一信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
S107、第二卫星向信关站设备发送第一信息。
对应的,信关站设备接收第二卫星发送的第一信息。
具体的,第二卫星将第一信息通过馈电链路发送至信关站设备,信关站设备可以接收到源地址、目标地址和数据内容。
S108、信关站设备向核心网设备发送第三信息。
对应的,核心网设备接收信关站设备发送的第三信息。
其中,第三信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
具体的,信关站设备可以通过地面路由器,将第三信息发送至核心网设备。
综上,核心网设备便可接收到源地址、目标地址和数据内容,并根据源地址、目标地址和数据内容,响应终端设备或者第一卫星的基站发起的请求。
本申请提供的星间通信路由的方法,通过卫星网络中的各个卫星的运转规律建立虚拟路由网格,该虚拟路由网格包括多个节点,每个节点为一个实际位置,每个节点设置有一个节点地址,且不同的节点的节点地址不同。这样,在卫星运转至一个节点时,该节点的节点地址可作为该卫星的虚拟地址,该卫星可以利用虚拟地址与其他卫星进行通信。
基于此,在第一卫星的基站获取到数据内容后,第一卫星将第一卫星的基站的地址确定为源地址,将核心网设备的地址确定为目标地址。从而,第一卫星可以从第一卫星路由至核心网设备。其中,核心网设备与信关站设备通信连接,且信关站设备对应的卫星位于虚拟路由网格中的第二节点,第一卫星位于虚拟路由网格中第一节点。因此,第一卫星根据第一节点的节点地址、第二节点的节点地址以及虚拟路由网格中的各个节点确定星间路径。其中,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点的节点地址信息。
进而,在网络拓扑高动态变化的卫星网络中,每个卫星只需事先获知卫星的运转规律、虚拟路由网格以及信关站设备对应于虚拟路由网格中的哪个节点,就可以基于卫星对应的节点地址和信关站设备所在的节点的节点地址,建立第一卫星到信关站设备之间的星间路径,从而借助动态更新卫星的虚拟地址,无需变化卫星的实际地址和卫星上的基站地址,便可实现第一卫星的基站与核心网设备之间的相互路由,或者,终端设备与核心网设备之间的相互路由,无需频繁更新固定的路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免卫星网络出现高负载而导致卫星网络性能恶化的情况。
考虑到传输层协议规定源地址和目标地址在路由过程中需要保持不变,基于此,卫星网络中的各个卫星将源地址、目标地址和数据内容看作一个整体,将起始节点的节点地址作为源虚拟地址,将终止节点的节点地址作为目标虚拟地址,这里的源虚拟地址可看作为传输层协议规定的源地址,这里的目标虚拟地址可看作为传输层协议规定的目标地址。从而保证封装包的源地址和目标地址不会改变,保证传输层协议保持连接态,避免基站与核心网设备之间出现频繁地断开链接与建立连接的情况。
从而,卫星间链路组中除第一卫星以外的其他卫星判断自身所在节点的节点地址是否为目标虚拟地址,在自身所在节点的节点地址不为目标虚拟地址时,该卫星继续向卫星间链路组中的其他卫星发送封装包,直至到达信关站设备对应的卫星,在自身所在节点的节点地址为目标虚拟地址时,封装包到达位于信关站设备对应的卫星,从而,信关站设备对应的卫星可以对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容,并将源地址、目标地址和数据内容发送至信关站设备,再由信关站设备发送至核心网设备,核心网设备便可接收到源地址、目标地址和数据内容,响应终端设备或者第一卫星的基站发起的通信,完成由卫星链路组中的卫星的基站发起与核心网设备的通信,或者,由终端设备发起与核心网设备的通信。
基于上述示例性的描述,在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,第二卫星可以将源地址和源虚拟地址匹配进行存储。
其中,源地址为第一卫星的基站的地址,源虚拟地址为虚拟路由网格中的第一节点的节点地址,第一卫星运转至第一节点。
在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,第二卫星可以将源地址和源虚拟地址匹配进行存储,这样,在核心网设备发起与第一卫星的基站或者终端设备的通信中,可以提前获知第一卫星的基站的地址,从而就可以直接根据第一卫星的基站的地址,获知第一节点的节点地址,有助于提高核心网设备发起的与第一卫星的基站或者终端设备的通信的通信效率。
场景二
请参阅图4,图4为本申请一实施例提供的一种星间通信路由的方法的信令交互图。
如图4所示,本申请的星间通信路由的方法可以包括:
S201、核心网设备通过地面路由器向信关站设备发送第三信息。
对应的,信关站设备通过地面路由器接收核心网设备发送的第三信息。
其中,第三信息中包括数据内容,数据内容为核心网设备需要发送给卫星的基站或者终端设备的内容。
其中,数据内容可以包括控制面的信令信息,或者,数据内容可以包括用户面的数据信息,或者,数据内容可以包括语音信息,本申请对此不做限定。
信关站设备在接收到核心网设备发送的第三信息后,可以对第三信息进行处理,得到数据内容,根据数据内容,得到第一信息,并向信关站第一卫星的基站发送第一信息。
其中,第一信息包括数据内容。
S202、信关站设备通过第一卫星的基站向第一卫星发送第一信息。
对应的,第一卫星接收信关站设备通过第一卫星的基站发送的第一信息。
其中,第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点。
其中,虚拟路由网格是以卫星间链路组中的各个卫星的轨道为竖线,平行于轨道的线为横线构成的球面,横线与竖线的交叉位置为节点,每个节点设置有一个节点地址,不同节点的节点地址不同。
其中,竖线的数量为卫星间链路组中的各个卫星的轨道的数量。
如图3所示,卫星间链路组中的各个卫星的轨道分别为轨道y1、轨道y2、轨道y3、轨道y4、轨道y5、轨道y6、轨道y7、轨道y8、轨道y9和轨道y10,则竖线的数量为10。
其中,横线的数量可以根据卫星间链路组中的卫星的轨道上的卫星数量确定。
在一些示例中,横线的数量为第一轨道上的卫星数量,其中,在卫星间链路组中的各个卫星的轨道中,运转在第一轨道上的卫星的数量最多。
在上述示例中,横线的数量为第一轨道上的卫星数量,可以使得虚拟路由网格中的节点的分布适应卫星的数量,避免出现卫星较多而节点较少的情况,从而避免出现不同卫星对应的节点地址为相同的地址的情况。
如图3所示,卫星间链路组中的各个卫星的轨道分别为轨道y1、轨道y2、轨道y3、轨道y4、轨道y5、轨道y6、轨道y7、轨道y8、轨道y9和轨道y10,若在轨道y1上运转的卫星的数量为8,在轨道y2上运转的卫星的数量为5,在轨道y3上运转的卫星的数量为5,在轨道y4上运转的卫星的数量为5,在轨道y5上运转的卫星的数量为4,在轨道y6上运转的卫星的数量为2,在轨道y7上运转的卫星的数量为7,在轨道y8上运转的卫星的数量为8,在轨道y9上运转的卫星的数量为6,在轨道y10上运转的卫星的数量为7,从而,横线的数量可以为在轨道y1上运转的卫星的数量,横线的数量为8条。
在另一些示例中,横线的数量大于第一轨道上的卫星数量,其中,在卫星间链路组中的各个卫星的轨道中,运转在第一轨道上的卫星的数量最多。
另外,虚拟路由网格中横线的间距可以为等间距,或者,虚拟路由网格中横线的间距也可以根据卫星间链路组中的卫星的运转情况来确定,本申请对此不作限定。
其中,虚拟路由网格中的每个节点可以用球面坐标系中的坐标(x,y)表示,横线的坐标为纬度坐标,竖线的坐标为经度坐标。
如图3所示,以横线的数量为8条,竖线的数量为10条为例,竖线的坐标为y1至y10,横线的坐标为x1至x8,则节点①的坐标可以表示为(x7,y2)。
其中,虚拟路由网格用于指示卫星的实际位置与节点地址的关系。
虚拟路由网格中的每个节点对应在卫星链路组中的卫星的一个轨道上的实际位置,在卫星沿着轨道运转至一个节点对应的实际位置时,该卫星对应的节点地址为该个节点的节点地址。每个节点还对应一个地面范围。该卫星的基站可以与该节点对应的地面范围内的其他设备进行通信。
其中,卫星间链路组中的卫星在运转至一个节点后,卫星对应的节点地址变为节点的节点地址,且在运转至一个节点的过程中,卫星对应的节点地址保持为节点的前一个节点的节点地址。
如图3所示,节点①的节点地址为200.0.0.1,节点②的节点地址为200.0.0.2,轨道y2上的卫星自上而下运转,卫星运转至节点①时,卫星对应的节点地址为200.0.0.1,在卫星位于节点①至节点②之间时,卫星对应的节点地址保持不变,依然为200.0.0.1,在卫星运转至节点②时,卫星对应的节点地址变为200.0.0.2。
在一些示例中,卫星可以将卫星的路由模块的地址变为卫星当前所在节点的节点地址,这样,卫星的路由模块就可以基于节点地址与其他卫星的路由模块进行通信。
如图3所示,节点①的节点地址为200.0.0.1,节点②的节点地址为200.0.0.2,轨道y2上的卫星自上而下运转,卫星运转至节点①时,卫星的路由模块可以将路由模块的地址变为200.0.0.2。在卫星沿轨道y2从节点①运转至节点②的过程中,卫星的路由模块可以将路由模块的地址保持为200.0.0.2。在卫星沿轨道y2运转至节点②时,卫星的路由模块可以将路由模块的地址变为200.0.0.2。
这样,随着卫星的不断运转,卫星的路由模块的地址可以根据卫星的运转动态变化,而卫星的运转规律是可以提前获知的,那么,在网络拓扑高动态变化的卫星网络中,借助动态更新卫星的路由模块的地址,无需变化卫星的实际地址,便可实现卫星间链路组中的卫星与卫星之间的相互路由,无需频繁更新固定的路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免卫星网络出现高负载而导致卫星网络性能恶化的情况。
其中,第一卫星的基站的无线信号覆盖信关站设备,第一卫星的基站和信关站设备之间能够通过馈电链路进行通信。
第一卫星的基站在接收到第一信息后,可以对第一信息进行协议转换处理,得到数据内容。
基于此,在第一卫星获取到数据内容后,第一卫星的基站确定源地址和目标地址。
其中,源地址为核心网设备的地址,目标地址为第二卫星的基站的地址。源地址用于标识数据内容的来源,使数据内容的接收端能够知道数据内容是从哪个基站发送过来的。目标地址用于标识数据内容的目的地,使数据内容的发送端能够将数据内容发送给正确的接收端。
其中,第二卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星。第二卫星的基站为需要接入核心网设备的基站。
例如,核心网设备的地址采用IP核表示,第二卫星的基站的地址采用IPg表示,数据内容采用data表示,则第一卫星的基站可以将源地址确定为IP核,将目标地址确定为IPg。
S203、第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径。
其中,源虚拟地址为第一节点的节点地址。
其中,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信。
其中,第一节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备。
其中,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址。
其中,第二卫星运转至虚拟路由网格中的第二节点。
其中,第二节点的节点地址用于第二卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信。
其中,星间位置信息用于指示卫星的运转规律。运转规律例如可以根据运转速度、运转方向和运转时长等参数进行确定。
考虑到信关站设备的位置一般是固定的,那么信关站设备在虚拟路由网格中对应的节点也是固定的,信关站设备在虚拟路由网格中对应的节点即第一节点。在卫星运转至第一节点时,该卫星对应的节点地址为第一节点的节点地址,该卫星的基站的无线信号能够覆盖信关站设备,该卫星便能够基于第一节点的节点地址与信关站设备进行通信。
另外,考虑到能够事先获知星间位置信息,那么第一卫星就可以根据星间位置信息,得到第二卫星当前所在的实际位置,并根据第二卫星当前所在的实际位置,确定出第二卫星在虚拟路由网格中对应的节点与节点地址,第二卫星在虚拟路由网格中对应的节点即第二节点。
基于此,第一卫星可以获知第一节点的节点地址和第二节点的节点地址,并通过第一节点的节点地址、第二节点的节点地址以及虚拟路由网格中的各个节点确定星间路径。
其中,第一节点和第二节点是虚拟路由网格中的两个确定的节点,且第一节点是星间路径的起始节点,第二节点是星间路径的终止节点。
从而,第一卫星可以确定出从第一节点路由至第二节点的星间路径,这样就无需随着卫星网络拓扑的变化,频繁更新路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免加重卫星网络的负载,避免出现卫星网络性能恶化的情况。
其中,星间路径为从第一节点路由至第二节点的过程中所经过的节点以及该节点的顺序。第一卫星可以根据星间路径获知路由至位于第二节点的卫星需要经过的哪些节点,以及这些节点之间的顺序。
在一些示例中,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点的节点地址信息。该一个节点指的是当前卫星所在节点之后的一个节点。
这样,第一卫星可以确定位于第一卫星所在的第一节点的后一个节点的节点地址。
如图3所示,第一卫星位于节点⑩,第一卫星确定的星间路径为从节点⑩路由至节点⑨,则节点地址信息中包括节点⑨的节点地址,从而,第一卫星的路由模块可以获知节点⑨的节点地址,并基于节点⑨的节点地址与位于节点⑨的卫星进行通信。
在上述示例中,只确定位于卫星所在的节点的后一个节点的节点地址,使得确定星间路径的过程拥有更高的容错性,一旦某个卫星出现故障,其他卫星可以重新计算星间路径,更加灵活,避免出现网络拥塞或单点故障的问题。
在另一些示例中,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的多个节点的节点地址信息。该多个节点指的是当前卫星所在的节点之后的一部分节点,或者,该多个节点指的是当前卫星所在的节点之后的所有节点。
这样,第一卫星可以确定从第一节点路由至第二节点的过程中包括的多个节点的节点地址信息。
如图3所示,第一卫星位于节点⑩,第一卫星确定的星间路径为节点⑩→节点⑨→节点⑧→节点⑦→节点⑥→节点⑤→节点④→节点③→节点②→节点①,其中,符号右箭头“→”表示从右箭头左侧的节点路由至右箭头右侧的节点,则节点地址列表可以包括节点⑨的节点地址、节点⑧的节点地址、节点⑦的节点地址、节点⑥的节点地址、节点⑤的节点地址、节点④的节点地址、节点③的节点地址、节点②的节点地址以及节点①的节点地址。
这样,第一卫星的路由模块可以确定出完整的星间路径,有利于实现对星间通信路由的全局优化和管理。
其中,第一卫星可以通过多种方式,确定星间路径。
作为一种可行的实现方式,第一卫星可以根据不同的服务质量需求,通过QoS优化算法确定通信质量好的星间路径。通过QoS优化算法,可以兼顾带宽、延迟或者可靠性等指标,评估不同星间路径的性能,选择出能满足通信质量要求的路径,有助于提高路由时的可靠性。
作为另一种可行的实现方式,第一卫星可以实时收集从第一节点到第二节点的多个路径的延迟、可用带宽等路径信息,计算并更新路径信息和位于各个节点的卫星的负载情况,并通过负载均衡法来确定星间路径,有助于提高路由时的传输效率和可靠性。
基于此,第一卫星可以通过星间路径,将源地址、目标地址和数据内容,路由至第二卫星。
在源地址、目标地址和数据内容在卫星与卫星之间路由时,卫星通过星间路径来选择下一跳路由的卫星,因此,目标地址可能会发生变化。考虑到卫星与卫星之间的路由在移动通信的传输网中属于网络层,路由时需要承载核心网设备与基站之间的传输层协议,由于传输层协议需要保持连接态,而传输层协议保持连接态的前提是保证源地址与目标地址不变。
因此,可以设置一个源虚拟地址和一个目标虚拟地址作为源地址、目标地址和数据内容在卫星与卫星之间路由的依据,将源地址和目标地址保护起来。
基于此,第一卫星的虚拟IP映射模块可以将源地址、目标地址和数据内容看作一个整体封装起来,得到封装包,并根据虚拟路由网格中的节点的节点地址,确定出封装包的源虚拟地址和目标虚拟地址。其中,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容。从而可以保证源地址和目标地址不会改变,保证传输层协议保持连接态,避免基站与核心网设备之间出现断开连接的问题。
具体的,第一卫星的虚拟IP映射模块可以将第一卫星在虚拟路由网格中对应的节点的节点地址,即第一节点的节点地址,确定为源虚拟地址。
第一卫星的虚拟IP映射模块可以将第二卫星所在节点的节点地址,即第二节点的节点地址,确定为目标虚拟地址。
例如,源虚拟地址采用IP信关站表示,目标虚拟地址采用IP虚目表示,核心网设备的地址采用IP核表示,第二卫星的基站的地址采用IPg表示,数据内容采用data表示,则封装包中携带有IP信关站、IP虚源、IP核、IPg和data。
另外,封装包中还可能携带有其他内容,如时间戳、序列号以及协议字段等,但与本申请的关联度不大,此处不再赘述。
S204、第一卫星根据星间路径向第三卫星发送封装包。
对应的,第三卫星接收第一卫星根据星间路径发送的封装包。
其中,第三卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星。第三卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点。
其中,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中。
如图3所示,第一卫星位于节点⑩,第一卫星确定的星间路径为节点⑩→节点⑨→节点⑧→节点⑦→节点⑥→节点⑤→节点④→节点③→节点②→节点①,其中,符号右箭头“→”表示从右箭头左侧的节点路由至右箭头右侧的节点,位于节点⑩的第一卫星向位于后一个节点的卫星发送封装包,则第三卫星可以为位于节点⑨的卫星,第三节点即节点⑨。
基于此,第三卫星可以接收到第一卫星发送的封装包,并根据星间路径继续确定将封装包发送至哪个卫星。
S205、第三卫星判断第三节点的节点地址是否为目标虚拟地址。
在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,表示封装包还未到达位于目标虚拟地址对应的节点的卫星,即还未到第二卫星,第三卫星还需要继续向卫星间链路组中的其他卫星发送封装包,因此,第三卫星可以执行S206。
在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,表示封装包已经到达位于目标虚拟地址对应的节点的卫星,即封装包已经到达第二卫星,此时第三卫星即为第二卫星,因此,第三卫星可以执行S207。
S206、第三卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径,并根据星间路径向第四卫星发送封装包。
对应的,第四卫星接收第三卫星根据星间路径发送的封装包。
其中,第四卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星和第三卫星之外的一个卫星。
其中,第四卫星运转至虚拟路由网格中的第四节点。
其中,第四节点为节点地址信息对应的节点中的第三节点的后一个节点。
在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,表示封装包还未到达第二卫星,因此,第三卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径,并根据星间路径继续向卫星间链路组中的第四卫星发送封装包。
如图3所示,若第一卫星位于节点⑩,第二卫星位于节点①,第三卫星位于节点⑨,则第四卫星可以为位于节点⑧的卫星。
其中,第三卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径,可以与第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径相同。当然,第三卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径,也可以不与第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的星间路径相同。
在卫星将封装包每发送到一个新的卫星的路由模块时,新的卫星都可以基于卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,再次确定新的星间路径,新的星间路径相较于上一个卫星确定的星间路径,通信质量更优或者延迟更低,以适应卫星间链路组中的各个卫星的变化,有助于提高根据星间路径发送封装包的效率与稳定性。
基于此,在第四卫星接收到第三卫星发送的封装包后,第三卫星继续执行S205,再次判断第四节点的节点地址是否为目标虚拟地址,直至第四节点的节点地址为目标虚拟地址。
S207、第三卫星对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
在第四节点的节点地址为目标虚拟地址时,第三卫星即为第二卫星,即封装包已经到达目的地。
从而,第二卫星可以对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
具体的,第二卫星的路由模块可以将封装包发送至第二卫星的虚拟IP映射层,虚拟IP映射层对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
例如,源虚拟地址采用IP信关站表示,目标虚拟地址采用IP虚目表示,核心网设备的地址采用IP核表示,第人卫星的基站的地址采用IPg表示,封装包中携带有IP信关站、IP虚源、IP核、IPg和data,第二卫星的虚拟IP映射层对封装包进行拆封装,去除IP信关站、IP虚源,得到IP核、IPg和data。
基于此,第二卫星可以得到源地址、目标地址和数据内容,在核心网设备发起与卫星的基站的通信时,第二卫星的基站便可以根据源地址、目标地址和数据内容,执行相应的操作。
S208、第二卫星向终端设备发送第二信息。
对应的,终端设备接收第二卫星发送的第二信息。
其中,S208是可选的步骤,在核心网设备发起与卫星的基站的通信时,本申请的星间通信路由的方法包括S201-S207。在核心网设备发起与终端设备的通信时,本申请的星间通信路由的方法包括S201-S108。
其中,在核心网设备发起与终端设备的通信时,第二卫星的基站的无线信号能够覆盖终端设备,第二卫星的基站可以向终端设备发送第二信息,第二信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
基于此,终端设备可以得到源地址、目标地址和数据内容,在核心网设备发起与终端设备的通信时,终端设备便可以根据源地址、目标地址和数据内容,执行相应的操作。
本申请提供的星间通信路由的方法,通过卫星网络中的各个卫星的运转规律建立虚拟路由网格,该虚拟路由网格包括多个节点,每个节点为一个实际位置,每个节点设置有一个节点地址,且不同的节点的节点地址不同。这样,在卫星运转至一个节点时,该节点的节点地址可作为该卫星的虚拟地址,该卫星可以利用虚拟地址与其他卫星进行通信。
基于此,核心网设备与信关站设备通信连接,在第一卫星的基站从信关站设备获取到数据内容后,第一卫星将核心网设备的地址确定为源地址,将第二卫星的基站的地址确定为目标地址。从而,可以实现从核心网设备路由至第二卫星的基站。其中,第一卫星位于虚拟路由网格中的第一节点,第二卫星位于虚拟路由网格中第二节点。因此,第一卫星根据第一节点的节点地址、第二节点的节点地址以及虚拟路由网格中的各个节点确定星间路径。其中,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点的节点地址信息。
进而,在网络拓扑高动态变化的卫星网络中,每个卫星只需事先获知卫星的运转规律、虚拟路由网格以及第二卫星对应于虚拟路由网格中的哪个节点,就可以基于卫星对应的节点地址和第二卫星所在的节点的节点地址,建立第一卫星到第二卫星之间的星间路径,从而借助动态更新卫星的虚拟地址,无需变化卫星的实际地址,便可实现核心网设备与第二卫星的基站之间的相互路由,或者,核心网设备与终端设备之间的相互路由,无需频繁更新固定的路由表或者频繁探索卫星链路信息,避免卫星网络出现高负载而导致卫星网络性能恶化的情况。
考虑到传输层协议规定源地址和目标地址在路由过程中需要保持不变,基于此,卫星网络中的各个卫星将源地址、目标地址和数据内容看作一个整体,将起始节点的节点地址作为源虚拟地址,将终止节点的节点地址作为目标虚拟地址,这里的源虚拟地址可看作为传输层协议规定的源地址,这里的目标虚拟地址可看作为传输层协议规定的目标地址。从而保证封装包的源地址和目标地址不会改变,保证传输层协议保持连接态,避免基站与核心网设备之间出现频繁地断开链接与建立连接的情况。
从而,卫星间链路组中除第一卫星以外的其他卫星判断自身所在节点的节点地址是否为目标虚拟地址,在自身所在节点的节点地址不为目标虚拟地址时,该卫星继续向卫星间链路组中的其他卫星发送封装包,直至到达第二卫星,在自身所在节点的节点地址为目标虚拟地址时,封装包到达第二卫星,从而,第二卫星可以对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容,并将源地址、目标地址和数据内容发送至终端设备,第二卫星的基站或者终端设备即可执行相应的操作,完成由核心网设备发起与卫星链路组中的卫星的基站的通信,或者,完成由核心网设备发起与终端设备的通信。
基于上述示例性的描述,在S203中,第一卫星可以通过多种方式,确定目标虚拟地址。
图5为本申请一实施例提供的一种确定目标虚拟地址的方法流程图。如图5所示,该方法包括:
S301、根据目标地址,获取匹配存储的第一源地址和第一源虚拟地址,第一源地址为第二卫星的基站的地址,第一源虚拟地址为第二节点的节点地址。
在卫星的基站或者终端设备发起与核心网设备的通信的过程中,信关站设备对应的卫星匹配存储了第一源地址和第一源虚拟地址,第一源地址即发起通信请求的卫星的基站的地址,第一源虚拟地址即该卫星所在的节点的节点地址。其中,发起通信请求的卫星即第二卫星。
在第一卫星需要确定目标虚拟地址时,由于第一卫星已知目标地址,即第一卫星已知发起请求的卫星的基站的地址,因此,第一卫星可以根据目标地址,获取第二卫星所在的节点的节点地址。
基于此,第一卫星可以获知第二卫星所在的节点的节点地址。
S302、将第一源虚拟地址确定为目标虚拟地址。
另外,由于卫星会随时间运转,第二卫星会运转至虚拟路由网格的其他节点,因此第一卫星不能根据第一源地址和第一源虚拟地址的对应关系确定目标虚拟地址,从而,在根据图5所示的方法确定目标虚拟地址时,需要设置预设时间,在预设时间内,第一卫星可以根据该方法确定目标虚拟地址。
其中,预设时间与第二卫星的运转速率有关。
基于此,第一卫星可以直接根据目标地址,得到目标虚拟地址,有助于提高确定目标虚拟地址的效率。
图6为本申请一实施例提供的一种确定目标虚拟地址的方法流程图。如图6所示,该方法包括:
S401、根据目标地址和卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定第二卫星运转至虚拟路由网格中的节点。
其中,目标地址为第二卫星的基站的地址。
在第一卫星获知第二卫星的基站的地址后,第一卫星可以根据第二卫星的基站的地址确定第二卫星具体为卫星间链路组中的哪个卫星。
从而,第一卫星便可根据星间位置信息,计算出第二卫星运转至虚拟路由网格中的哪个节点。
S402、将节点的节点地址确定为目标虚拟地址。
通过上述方法确定的目标虚拟地址,不受时间限制,有助于提高星间路由通信的准确性。
图7为本申请一实施例提供的一种确定目标虚拟地址的方法流程图。如图7所示,该方法包括:
S501、根据终端设备的位置信息,确定覆盖终端设备的基站。
在由终端设备发起与核心网设备的通信时,第一卫星可以收集终端设备的上报信息,终端设备的上报信息中会包括终端设备的位置信息,从而第一卫星就可以获取到终端设备的位置信息,也就是说,第一卫星可以获知终端设备的具体位置,这样,第一卫星可以基于终端设备的位置信息,计算出当前覆盖终端设备所在位置的区域的是哪个卫星,从而可以确定出覆盖终端设备的基站。
S502、将基站对应的第二卫星在虚拟路由网格中的节点的节点地址确定为目标虚拟地址。
基于此,第一卫星可以确定出覆盖终端设备的基站对应的第二卫星在虚拟路由网格中的节点,并将该节点的节点地址,确定为目标虚拟地址。
基于上述示例性的描述,在场景一和场景二中,卫星的星间位置信息包括如下至少一项:卫星的轨道、卫星的标识、虚拟路由网格中的各个节点的节点地址、卫星的运转方向、卫星的运转速度、卫星的运转时长以及卫星的初始位置。
卫星可以通过多种方式确定卫星当前所在节点。
在一些示例中,地面相关设备可以根据星间位置信息计算出卫星当前所在节点并发送到对应的卫星,从而卫星可以直接获知卫星当前所在节点与该节点的节点地址,节省了卫星的计算资源。
在另一些示例中,卫星自身可以根据星间位置信息计算出卫星当前所在节点与该节点的节点地址,卫星根据自身的运转情况直接确定出当前所在节点,无需经过其他设备,延迟较低,提高了确定出卫星当前所在节点的准确性。
示例性地,本申请还提供一种通信装置。
图8为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
如图8所示,通信装置100可以独立存在,也可以集成在其他设备中,可以与前文提及的卫星间链路组中的第二卫星之间实现相互通信,用于实现上述任一方法实施例中对应于第一卫星的操作。
通信装置100可以包括:处理单元101和收发单元102。处理单元101用于进行数据处理,收发单元102可以实现相应的通信功能。收发单元102还可以称为通信接口或通信单元。
可选地,通信装置100还可以包括存储单元,存储单元可以用于存储指令和/或数据,处理单元101可以读取存储单元中的指令和/或数据,以使得通信装置100实现前述方法实施例。
通信装置100可以用于执行前文方法实施例中第一卫星所执行的动作。通信装置100可以为第一卫星或者可配置于第一卫星的部件。收发单元102用于执行前文方法实施例中第一卫星的接收相关的操作。
可选的,收发单元102可以包括发送单元和接收单元。发送单元用于执行前述方法实施例中的发送操作。接收单元用于执行上述方法实施例中的接收操作。
需要说明的是,通信装置100可以包括发送单元,而不包括接收单元。或者,通信装置100可以包括接收单元,而不包括发送单元。具体可以视通信装置100执行的上述方案中是否包括发送动作和接收动作。
作为一种示例,通信装置100用于执行前文图2所示实施例中第一卫星所执行的动作。
通信装置100可以包括:处理单元101和收发单元102。
处理单元101,用于根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径,源虚拟地址为第一节点的节点地址,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二节点的节点地址用于与卫星间链路组中的其他卫星通信,第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点或者多个节点的节点地址信息。
收发单元102,用于根据星间路径向第二卫星发送封装包,第二卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第二卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,源地址为第一卫星的基站的地址,目标地址为核心网设备的地址。
应理解,各单元执行上述相应的过程在上述方法实施例中已经详细说明,为了简洁,在此不再赘述。
前文实施例中的处理单元可以由至少一个处理器或处理器相关电路实现。收发单元102可以由收发器或收发器相关电路实现。收发单元102还可称为通信单元或通信接口。存储单元可以通过至少一个存储器实现。
示例性地,本申请还提供一种通信装置。
图9为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
如图9所示,通信装置200可以独立存在,也可以集成在其他设备中,可以与前文提及的卫星间链路组中的第一卫星之间实现相互通信,用于实现上述任一方法实施例中对应于第二卫星的操作。
通信装置200可以包括:处理单元201和收发单元202。处理单元201用于进行数据处理,收发单元202可以实现相应的通信功能。收发单元202还可以称为通信接口或通信单元。
可选地,通信装置200还可以包括存储单元,该存储单元可以用于存储指令和/或数据,处理单元可以读取存储单元中的指令和/或数据,以使得通信装置200实现前述方法实施例。
通信装置200可以用于执行前文方法实施例中第二卫星所执行的动作。通信装置200可以为第二卫星或者可配置于第二卫星的部件。收发单元202用于执行前文方法实施例中第二卫星的接收相关的操作,处理单元用于执行前文方法实施例中第二卫星的处理相关的操作。
可选的,收发单元202可以包括发送单元和接收单元。发送单元用于执行上述方法实施例中的发送操作。接收单元用于执行上述方法实施例中的接收操作。
需要说明的是,通信装置200可以包括发送单元,而不包括接收单元。或者,通信装置200可以包括接收单元,而不包括发送单元。具体可以视通信装置200执行的上述方案中是否包括发送动作和接收动作。
作为一种示例,通信装置200用于执行前文图2所示的实施例中第二卫星所执行的动作。
通信装置200可以包括:处理单元201和收发单元202。
收发单元202,用于接收第一卫星根据星间路径发送的封装包,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,星间路径是第一卫星根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的,源虚拟地址为第一节点的节点地址,第一节点的节点地址用于第一卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二节点的节点地址用于与卫星间链路组中的其他卫星通信,第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备,源地址为第一卫星的基站的地址,目标地址为核心网设备的地址,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包括的一个节点或者多个节点的节点地址信息,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中。
处理单元201,用于在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径,收发单元202,还用于根据星间路径向第三卫星发送封装包,第三卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星和第二卫星之外的一个卫星,第三卫星运转至虚拟路由网格中的第四节点,第四节点为节点地址信息对应的节点中的第三节点的后一个节点。
处理单元201,还用于在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容,收发单元202,还用于向信关站设备发送第一信息,第一信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
应理解,各单元执行上述相应的过程在上述方法实施例中已经详细说明,为了简洁,在此不再赘述。
前文实施例中的处理单元可以由至少一个处理器或处理器相关电路实现。收发单元202可以由收发器或收发器相关电路实现。收发单元202还可称为通信单元或通信接口。存储单元可以通过至少一个存储器实现。
在一些示例中,在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,处理单元201,还用于将源地址和源虚拟地址匹配进行存储。
在一些示例中,数据内容是基站从终端设备接收到的,基站的无线信号能够覆盖终端设备;或者,数据内容是基站确定的。
示例性地,本申请还提供一种通信装置。
图10为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
如图10所示,通信装置300可以独立存在,也可以集成在其他设备中,可以与前文提及的卫星间链路组中的第三卫星和信关站设备之间实现相互通信,用于实现上述任一方法实施例中对应于第一卫星的操作。
通信装置300可以包括:收发单元301和处理单元302。收发单元301可以实现相应的通信功能,处理单元302用于进行数据处理。收发单元301还可以称为通信接口或通信单元。
可选地,通信装置300还可以包括存储单元,存储单元可以用于存储指令和/或数据,处理单元302可以读取存储单元中的指令和/或数据,以使得通信装置100实现前述方法实施例。
通信装置300可以用于执行前文方法实施例中第一卫星所执行的动作。通信装置300可以为第一卫星或者可配置于第一卫星的部件。收发单元301用于执行前文方法实施例中第一卫星的接收相关的操作。
可选的,收发单元301可以包括发送单元和接收单元。发送单元用于执行前述方法实施例中的发送操作。接收单元用于执行上述方法实施例中的接收操作。
需要说明的是,通信装置300可以包括发送单元,而不包括接收单元。或者,通信装置300可以包括接收单元,而不包括发送单元。具体可以视通信装置300执行的上述方案中是否包括发送动作和接收动作。
作为一种示例,通信装置300用于执行前文图4-图7所示实施例中第一卫星所执行的动作。
通信装置300可以包括:收发单元301和处理单元302。
收发单元301,用于通过基站接收信关站设备发送的第一信息,第一信息包括数据内容。
处理单元302,用于根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径,源虚拟地址为第一节点的节点地址,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二卫星运转至第二节点,第二卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第二节点的节点地址用于第二卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包含的一个节点或者多个节点的节点地址信息。
收发单元301,还用于根据星间路径向第三卫星发送封装包,第三卫星是卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,第三卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,源地址为核心网设备的地址,目标地址为第二卫星的基站的地址。
应理解,各单元执行上述相应的过程在上述方法实施例中已经详细说明,为了简洁,在此不再赘述。
前文实施例中的处理单元可以由至少一个处理器或处理器相关电路实现。收发单元301可以由收发器或收发器相关电路实现。收发单元301还可称为通信单元或通信接口。存储单元可以通过至少一个存储器实现。
在一些示例中,处理单元302,具体用于根据目标地址,获取匹配存储的第一源地址和第一源虚拟地址,第一源地址为第二卫星的基站的地址,第一源虚拟地址为第二节点的节点地址;将第一源虚拟地址确定为目标虚拟地址。
在一些示例中,处理单元302,具体用于根据目标地址和卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定第二卫星运转至虚拟路由网格中的节点;将节点的节点地址确定为目标虚拟地址。
在一些示例中,处理单元302,具体用于根据终端设备的位置信息,确定覆盖终端设备的基站,第二卫星的基站的无线信号能够覆盖终端设备;将基站对应的第二卫星在虚拟路由网格中的节点的节点地址确定为目标虚拟地址。
示例性地,本申请还提供一种通信装置。
图11为本申请一实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
如图11所示,通信装置400可以独立存在,也可以集成在其他设备中,可以与前文提及的卫星间链路组中的第一卫星实现相互通信,用于实现上述任一方法实施例中对应于第三卫星的操作。
通信装置400可以包括:收发单元401和处理单元402。收发单元401可以实现相应的通信功能,处理单元402用于进行数据处理。收发单元401还可以称为通信接口或通信单元。
可选地,通信装置400还可以包括存储单元,该存储单元可以用于存储指令和/或数据,处理单元可以读取存储单元中的指令和/或数据,以使得通信装置400实现前述方法实施例。
通信装置400可以用于执行前文方法实施例中第三卫星所执行的动作。通信装置400可以为第三卫星或者可配置于第三卫星的部件。收发单元401用于执行前文方法实施例中第三卫星的接收相关的操作,处理单元用于执行前文方法实施例中第三卫星的处理相关的操作。
可选的,收发单元401可以包括发送单元和接收单元。发送单元用于执行上述方法实施例中的发送操作。接收单元用于执行上述方法实施例中的接收操作。
需要说明的是,通信装置400可以包括发送单元,而不包括接收单元。或者,通信装置400可以包括接收单元,而不包括发送单元。具体可以视通信装置400执行的上述方案中是否包括发送动作和接收动作。
作为一种示例,通信装置400用于执行前文图4-图7所示的实施例中第三卫星所执行的动作。
通信装置400可以包括:收发单元401和处理单元402。
收发单元401,用于接收第一卫星根据星间路径发送的封装包,封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,星间路径是第一卫星在通过第一卫星的基站接收信关站设备发送的第一信息后,根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的,源虚拟地址为第一节点的节点地址,目标虚拟地址为虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二节点的节点地址用于第二卫星与卫星间链路组中的其他卫星通信,源地址为核心网设备的地址,目标地址为第二卫星的基站的地址,第二卫星为卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,星间路径用于指示从第一节点路由至第二节点的过程中包含的一个节点或者多个节点的节点地址信息,第三节点包含在节点地址信息对应的节点中。
处理单元402,用于在第三节点的节点地址不为目标虚拟地址时,根据卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定星间路径。收发单元401,还用于根据星间路径向第四卫星发送封装包,第四卫星为中的除了第一卫星和第三卫星之外的一个卫星,第四卫星运转至虚拟路由网格中的第四节点,第四节点为节点地址信息对应的节点中的第三节点的后一个节点。
处理单元402,还用于在第三节点的节点地址为目标虚拟地址时,对封装包进行拆封装,得到源地址、目标地址和数据内容。
应理解,各单元执行上述相应的过程在上述方法实施例中已经详细说明,为了简洁,在此不再赘述。
前文实施例中的处理单元可以由至少一个处理器或处理器相关电路实现。收发单元401可以由收发器或收发器相关电路实现。收发单元404还可称为通信单元或通信接口。存储单元可以通过至少一个存储器实现。
在一些示例中,处理单元402,还用于向终端设备发送第二信息,第二卫星的基站的无线信号能够覆盖终端设备,第二信息中携带有源地址、目标地址和数据内容。
在一些示例中,卫星间链路组中的卫星在运转至一个节点后,卫星对应的节点地址变为节点的节点地址,且在运转至一个节点的过程中,卫星对应的节点地址保持为节点的前一个节点的节点地址。
在一些示例中,虚拟路由网格是以卫星间链路组中的各个卫星的轨道为竖线,平行于轨道的线为横线构成的球面,横线与竖线的交叉位置为节点,每个节点设置有一个节点地址,不同节点的节点地址不同。
在一些示例中,横线的数量是根据卫星间链路组中的卫星的轨道数量,和/或,每条轨道上的卫星数量确定的。
在一些示例中,卫星的星间位置信息包括如下至少一项:卫星的轨道、卫星的标识、虚拟路由网格中的各个节点的节点地址、卫星的运转方向、卫星的运转速度、卫星的运转时长以及卫星的初始位置。
示例性地,本申请还提供一种通信装置。
通信装置500包括处理器501,处理器501与存储器502耦合,存储器502用于存储计算机程序或指令和/或数据,处理器501用于执行存储器502存储的计算机程序或指令和/或数据,使得前文方法实施例中的方法被执行。
可选地,通信装置500包括的处理器501为一个或多个。
可选地,如图12所示,通信装置500还可以包括存储器502。
可选地,通信装置500包括的存储器502可以为一个或多个。
可选地,存储器502可以与处理器501集成在一起,或者分离设置。
如图12所示,通信装置500还可以包括收发器503,收发器503用于信号的接收和/或发送。例如,处理器501用于控制收发器503进行信号的接收和/或发送。
作为一种方案,通信装置500用于实现前文方法实施例中由第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星执行的操作。
例如,处理器501用于实现前文方法实施例中由第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星执行的处理相关的操作,收发器503用于实现前文方法实施例中由第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星执行的收发相关的操作。
上述图12所示的通信装置中,收发器503中用于接收功率的器件可以视为接收单元,收发器503在用于发送功能的器件可以视为发送单元。即收发器503可以包括接收器和发送器。收发器503也可以称为收发机、收发单元、或收发电路等。接收器也可以称为接收机、接收单元、接收器、或接收电路等。发送器也可以称为发射机、发射器、发射单元或者发射电路等。处理器501具有处理功能,处理器501可以称为处理单元。存储器502用于存储计算机程序代码和数据,存储器502也可以称为存储单元。
其中,当通信装置为芯片时,该芯片包括收发器、存储器和处理器。其中,收发器可以是输入输出电路、通信接口;处理器为该芯片上集成的处理器或者微处理器或者集成电路。上述方法实施例中第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星的发送操作可以理解为芯片的输出,上述方法实施例中第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星的接收操作可以理解为芯片的输入。
图13为本申请一实施例提供的一种通信装置的硬件结构示意图。
如图13所示,通信装置600包括610部分、620部分以及630部分。610部分主要用于基带处理,对基站进行控制等;610部分通常是基站的控制中心,通常可以称为处理器或处理单元,用于控制第一卫星、第二卫星或第三卫星执行上述方法实施例中第一卫星、第二卫星或第三卫星侧的处理操作。620部分主要用于存储计算机程序代码和数据,通常可以成为存储器或存储单元。630部分主要用于射频信号的收发以及射频信号与基带信号的转换;1030部分通常可以称为收发单元、收发机、收发电路、或者收发器等。1030部分的收发单元,也可以称为收发机或收发器等,其包括天线633和射频电路(图中未示出),其中射频电路主要用于进行射频处理。可选地,可以将630部分中用于实现接收功能的器件视为接收机,将用于实现发送功能的器件视为发射机,即630部分包括接收机632和发射机631。接收机也可以称为接收单元、接收器、或接收电路等,发送机可以称为发射单元、发送单元、发射器或者发射电路等。
610部分与620部分可以包括一个或多个单板,每个单板可以包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。处理器用于读取和执行存储器中的程序以实现基带处理功能以及对基站的控制。若存在多个单板,各个单板之间可以互联以增强处理能力。作为一种可选的实施方式,也可以是多个单板共用一个或多个处理器,或者是多个单板共用一个或多个存储器,或者是多个单板同时共用一个或多个处理器。
在一种实现方式中,630部分的收发单元用于执行图2-图7所示实施例中由第一卫星、第二卫星或第三卫星执行的收发相关的过程。610部分的处理器用于执行图2-图7所示实施例中由第一卫星、第二卫星或第三卫星执行的处理相关的过程。
应理解,图13仅为示例而非限定,上述包括处理器、存储器以及收发器的第一卫星、第二卫星或第三卫星可以不依赖于图13所示的结构。
当通信装置600为芯片时,该芯片包括收发器、存储器和处理器。其中,收发器可以是输入输出电路、通信接口;处理器为该芯片上集成的处理器或者微处理器或者集成电路。上述方法实施例中第一卫星、第二卫星或第三卫星的发送操作可以理解为芯片的输出,上述方法实施例中第一卫星、第二卫星或第三卫星的接收操作可以理解为芯片的输入。
示例性地,本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有用于实现上述方法实施例中由第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星执行的方法的计算机指令。
例如,该计算机程序被计算机执行时,使得该计算机可以实现上述方法实施例中由第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星执行的方法。
示例性地,本申请还提供一种包含指令的计算机程序产品,该指令被计算机执行时使得该计算机实现上述方法实施例中由第一卫星、第二卫星和第三卫星中的任意一个卫星执行的方法。
示例性地,本申请还提供一种通信系统,该通信系统包括终端设备、卫星间链路组、信关站设备和核心网设备,卫星间链路组中包括多个卫星,卫星中包括基站。卫星间链路组中的第一卫星用于执行前文实施例中第一卫星执行的过程。卫星间链路组中的第二卫星用于执行前文实施例中第二卫星执行的过程。卫星间链路组中的第三卫星用于执行前文实施例中第三卫星执行的过程。
示例性地,本申请还提供一种芯片装置,包括处理器,用于调用该存储器中存储的计算机程度或计算机指令,以使得该处理器执行上述实施例的星间通信路由的方法。
一种可能的实现方式中,该芯片装置的输入对应上述图2-图7所示的实施例中的接收操作,该芯片装置的输出对应上述图2-图7所示的实施例中的发送操作。
可选的,该处理器通过接口与存储器耦合。
可选的,该芯片装置还包括存储器,该存储器中存储有计算机程度或计算机指令。
其中,上述任一处提到的处理器,可以是一个通用中央处理器,微处理器,基带处理器,特定应用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC),或一个或多个用于控制前文实施例的方法的程序执行的集成电路。上述任一处提到的存储器可以为只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,RAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述方便和简洁,上述提供的任一种通信装置中相关内容的解释及有益效果均可参考前文提供的对应的方法实施例,此处不再赘述。
本申请中,第一卫星、第二卫星或第三卫星可以包括硬件层、运行在硬件层之上的操作系统层,以及运行在操作系统层上的应用层。其中,硬件层可以包括中央处理器(central processing unit,CPU)、内存管理单元(memory management unit,MMU)和内存(也称为主存)等硬件。操作系统层的操作系统可以是任意一种或多种通过进程(process)实现业务处理的计算机操作系统,例如,Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。应用层可以包含浏览器、通讯录、文字处理软件、即时通信软件等应用。
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,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示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,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分过程。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案范围。
Claims (20)
1.一种星间通信路由的方法,其特征在于,应用于卫星间链路组中的第一卫星,所述第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点;所述方法包括:
根据所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径,所述源虚拟地址为所述第一节点的节点地址,所述第一节点的节点地址用于所述第一卫星与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述目标虚拟地址为所述虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,所述第二节点的节点地址用于与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备,所述星间路径用于指示从所述第一节点路由至所述第二节点的过程中包括的一个节点或者多个节点的节点地址信息;
根据所述星间路径向第二卫星发送封装包,所述第二卫星是所述卫星间链路组中的除了所述第一卫星之外的一个卫星,所述第二卫星运转至所述虚拟路由网格中的第三节点,所述第三节点包含在所述节点地址信息对应的节点中,所述封装包中携带有所述源虚拟地址、所述目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,所述源地址为所述第一卫星的基站的地址,所述目标地址为核心网设备的地址。
2.一种星间通信路由的方法,其特征在于,应用于卫星间链路组中的第二卫星,所述第二卫星是所述卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,所述第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点,所述第二卫星运转至所述虚拟路由网格中的第三节点;所述方法包括:
接收所述第一卫星根据星间路径发送的封装包,所述封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,所述星间路径是所述第一卫星根据所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的,所述源虚拟地址为所述第一节点的节点地址,所述第一节点的节点地址用于所述第一卫星与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述目标虚拟地址为所述虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,所述第二节点的节点地址用于与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述第二节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖信关站设备,所述源地址为所述第一卫星的基站的地址,所述目标地址为核心网设备的地址,所述星间路径用于指示从所述第一节点路由至所述第二节点的过程中包括的一个节点或者多个节点的节点地址信息,所述第三节点包含在所述节点地址信息对应的节点中;
在所述第三节点的节点地址不为所述目标虚拟地址时,根据所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定所述星间路径;并根据所述星间路径向第三卫星发送所述封装包,所述第三卫星为所述卫星间链路组中的除了所述第一卫星和所述第二卫星之外的一个卫星,所述第三卫星运转至所述虚拟路由网格中的第四节点,所述第四节点为所述节点地址信息对应的节点中的所述第三节点的后一个节点;
在所述第三节点的节点地址为所述目标虚拟地址时,对所述封装包进行拆封装,得到所述源地址、所述目标地址和所述数据内容;并向所述信关站设备发送第一信息,所述第一信息中携带有所述源地址、所述目标地址和所述数据内容。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述第三节点的节点地址为所述目标虚拟地址时,所述方法还包括:
将所述源地址和所述源虚拟地址匹配进行存储。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述数据内容是所述基站从终端设备接收到的,所述基站的无线信号能够覆盖所述终端设备;或者,所述数据内容是所述基站确定的。
5.一种星间通信路由的方法,其特征在于,应用于卫星间链路组中的第一卫星,所述第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点,所述第一卫星的基站的无线信号能够覆盖信关站设备,所述第一节点的节点地址用于所述第一卫星与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述第一节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖所述信关站设备;所述方法包括:
通过所述基站接收所述信关站设备发送的第一信息,所述第一信息包括数据内容;
根据所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定源虚拟地址、目标虚拟地址以及星间路径,所述源虚拟地址为所述第一节点的节点地址,所述目标虚拟地址为所述虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,第二卫星运转至所述第二节点,所述第二卫星为所述卫星间链路组中的除了所述第一卫星之外的一个卫星,所述第二节点的节点地址用于所述第二卫星与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述星间路径用于指示从所述第一节点路由至所述第二节点的过程中包含的一个节点或者多个节点的节点地址信息;
根据所述星间路径向第三卫星发送封装包,所述第三卫星是所述卫星间链路组中的除了所述第一卫星之外的一个卫星,所述第三卫星运转至所述虚拟路由网格中的第三节点,所述第三节点包含在所述节点地址信息对应的节点中,所述封装包中携带有所述源虚拟地址、所述目标虚拟地址、源地址、目标地址和所述数据内容,所述源地址为核心网设备的地址,所述目标地址为所述第二卫星的基站的地址。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,确定目标虚拟地址,包括:
根据所述目标地址,获取匹配存储的第一源地址和第一源虚拟地址,所述第一源地址为所述第二卫星的基站的地址,所述第一源虚拟地址为所述第二节点的节点地址;
将所述第一源虚拟地址确定为所述目标虚拟地址。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,确定目标虚拟地址,包括:
根据所述目标地址和所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定所述第二卫星运转至所述虚拟路由网格中的节点;
将所述节点的节点地址确定为所述目标虚拟地址。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,确定目标虚拟地址,包括:
根据终端设备的位置信息,确定覆盖所述终端设备的基站,所述第二卫星的基站的无线信号能够覆盖所述终端设备;
将所述基站对应的所述第二卫星在虚拟路由网格中的节点的节点地址确定为所述目标虚拟地址。
9.一种星间通信路由的方法,其特征在于,应用于卫星间链路组中的第三卫星,所述第三卫星是所述卫星间链路组中的除了第一卫星之外的一个卫星,所述第三卫星运转至虚拟路由网格中的第三节点,所述第一卫星运转至虚拟路由网格中的第一节点,所述第一卫星的基站的无线信号能够覆盖信关站设备,所述第一节点的节点地址用于所述第一卫星与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述第一节点的节点地址对应的位置的无线信号能够覆盖所述信关站设备;所述方法包括:
接收所述第一卫星根据星间路径发送的封装包,所述封装包中携带有源虚拟地址、目标虚拟地址、源地址、目标地址和数据内容,所述星间路径是所述第一卫星在通过所述第一卫星的基站接收所述信关站设备发送的第一信息后,根据所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息确定的,所述源虚拟地址为所述第一节点的节点地址,所述目标虚拟地址为所述虚拟路由网格中的第二节点的节点地址,所述第二节点的节点地址用于第二卫星与所述卫星间链路组中的其他卫星通信,所述源地址为核心网设备的地址,所述目标地址为所述第二卫星的基站的地址,所述第二卫星为所述卫星间链路组中的除了所述第一卫星之外的一个卫星,所述星间路径用于指示从所述第一节点路由至所述第二节点的过程中包含的一个节点或者多个节点的节点地址信息,所述第三节点包含在所述节点地址信息对应的节点中;
在所述第三节点的节点地址不为所述目标虚拟地址时,根据所述卫星间链路组中的各个卫星的星间位置信息,确定所述星间路径;并根据所述星间路径向第四卫星发送所述封装包,所述第四卫星为所述中的除了所述第一卫星和第三卫星之外的一个卫星,所述第四卫星运转至所述虚拟路由网格中的第四节点,所述第四节点为所述节点地址信息对应的节点中的所述第三节点的后一个节点;
在所述第三节点的节点地址为所述目标虚拟地址时,对所述封装包进行拆封装,得到所述源地址、所述目标地址和所述数据内容。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法包括:
向终端设备发送第二信息,所述第二卫星的基站的无线信号能够覆盖所述终端设备,所述第二信息中携带有所述源地址、所述目标地址和所述数据内容。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法,其特征在于,所述卫星间链路组中的卫星在运转至一个节点后,所述卫星对应的节点地址变为所述节点的节点地址,且在运转至一个节点的过程中,所述卫星对应的节点地址保持为所述节点的前一个节点的节点地址。
12.根据权利要求1-11任一项所述的方法,其特征在于,所述虚拟路由网格是以所述卫星间链路组中的各个卫星的轨道为竖线,平行于所述轨道的线为横线构成的球面,所述横线与所述竖线的交叉位置为节点,每个节点设置有一个节点地址,不同节点的节点地址不同。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述横线的数量是根据所述卫星间链路组中的卫星的轨道数量,和/或,每条轨道上的卫星数量确定的。
14.根据权利要求1-13任一项所述的方法,其特征在于,卫星的星间位置信息包括如下至少一项:
所述卫星的轨道、所述卫星的标识、所述虚拟路由网格中的各个节点的节点地址、所述卫星的运转方向、所述卫星的运转速度、所述卫星的运转时长以及所述卫星的初始位置。
15.一种通信装置,其特征在于,所述装置包括:用于执行如权利要求1、4、11-14任一项所述的方法的模块;或者,用于执行如权利要求2-4、11-14任一项所述的方法的模块;或者,用于执行如权利要求5-8、11-14任一项所述的方法的模块;或者,用于执行如权利要求9-10、11-14任一项所述的方法的模块。
16.一种通信系统,其特征在于,所述通信系统包括:终端设备、卫星间链路组、信关站设备和核心网设备,所述卫星间链路组中包括多个卫星,所述卫星中包括基站;
所述卫星间链路组中包括第一卫星和第二卫星,所述第一卫星用于执行如权利要求1、4、11-14任一项所述的方法,所述第二卫星用于执行如权利要求2-4、11-14任一项所述的方法;
或者,所述卫星间链路组中包括第一卫星和第三卫星,所述第一卫星用于执行如权利要求5-8、11-14任一项所述的方法;所述第三卫星用于执行如权利要求9-10、11-14任一项所述的方法。
17.一种通信装置,其特征在于,包括:处理器;
所述处理器用于执行存储器中的计算机可执行程序或指令,使得所述通信装置执行如权利要求1、4、11-14任一项所述的方法;或者,使得所述通信装置执行如权利要求2-4、11-14任一项所述的方法;或者,使得所述通信装置执行如权利要求5-8、11-14任一项所述的方法;或者,使得所述通信装置执行如权利要求9-10、11-14任一项所述的方法。
18.一种通信装置,其特征在于,包括:至少一个存储器和至少一个处理器;
所述存储器用于存储计算机可执行程序或指令;
所述处理器用于调用所述存储器中的计算机可执行程序或指令,使得所述通信装置执行如权利要求1、4、11-14任一项所述的方法;或者,使得所述通信装置执行如权利要求2-4、11-14任一项所述的方法;或者,使得所述通信装置执行如权利要求5-8、11-14任一项所述的方法;或者,使得所述通信装置执行如权利要求9-10、11-14任一项所述的方法。
19.一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计算机可执行程序或指令,所述计算机可执行程序或指令设置为执行权利要求1、4、11-14任一项所述的方法;或者,所述计算机可执行程序或指令设置为执行权利要求2-4、11-14任一项所述的方法;或者,所述计算机可执行程序或指令设置为执行权利要求5-8、11-14任一项所述的方法;或者,所述计算机可执行程序或指令设置为执行权利要求9-10、11-14任一项所述的方法。
20.一种芯片,其特征在于,包括:接口电路和逻辑电路,所述接口电路用于接收来自于芯片之外的其他芯片的信号并传输至所述逻辑电路,或者将来自所述逻辑电路的信号发送给所述芯片之外的其他芯片,所述逻辑电路用于实现如权利要求1、4、11-14任一项所述的方法;或者,所述逻辑电路用于实现如权利要求2-4、11-14任一项所述的方法;或者,所述逻辑电路用于实现如权利要求5-8、11-14任一项所述的方法;或者,所述逻辑电路用于实现如权利要求9-10、11-14任一项所述的方法。
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