JP5600215B2 - 帯域幅および優先順位アウェアネスと適応ルーティングとを用いるｌｅｏ衛星ネットワーク内でルートを判定する方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般的には低高度地球周回軌道（ＬＥＯ）衛星ネットワークに関し、具体的には、セッション帯域幅、優先順位、および常に変化する端末−衛星および衛星−衛星接続性を考慮したＬＥＯ衛星ネットワーク内のポイントツーポイントおよびポイントツーマルチポイントの通信セッションのルートの判定に関する。衛星ペイロードがネットワーク障害または輻輳状態に遭遇したときの衛星ペイロードによる自動的適応再ルーティングを容易にするために、複数のルートが、１つのセッションについて計算される。

本願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、２０１０年１０月４日に出願した米国特許仮出願第６１／３８９４５９号の利益を主張するものである。

本願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、２０１１年５月３１日に出願した米国特許出願第１３／１４９１０６号、名称「Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｗａｒｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」に関連する。

低高度地球周回軌道（ＬＥＯ）衛星ネットワークの使用は、静止（ＧＥＯ）衛星と比較した、低遅延率及び低ビット誤り率の特性を考慮すると、グローバルデータ通信（ブロードバンドを含む）の有望な手法である。さらに、ＬＥＯ衛星ネットワークは、地上から短距離であるため、地上端末内に高出力アンテナを必要としない。しかし、その軌道に起因して、地上端末とＬＥＯ衛星との間の通信リンクは、周期的に２〜３分の間のみ使用可能である。地上端末の間の継続的通信を提供するために、ＬＥＯ衛星は、衛星間リンク（クロスリンクと呼ばれる）を介して相互接続される必要があり、端末−端末データトラフィックは、これらのクロスリンクを使用して複数の衛星を介してルーティングされる。典型的には、ＬＥＯ衛星ネットワークは、複数の軌道面からなり、各面は、複数の衛星からなる。面内の衛星トポロジ（隣接関係）は、変更されないが、面間トポロジは、常に変化し、面間クロスリンクは、動的にセットアップされ、解除される。端末−衛星関連付け（アップリンクおよびダウンリンクの接続性）も、常に変化する。ユーザトラフィックの帯域幅要件および優先順位要件、ネットワーク障害、ならびにネットワーク輻輳を考慮するそのような動的に変化するネットワークでのトラフィックルーティングは、非常に複雑である。

ＬＥＯ衛星ネットワークでの分散ルーティングに関する複数の提案が行われている。すなわち、各ペイロードルータが、パケットごとに独立にルーティング(経路選択)を判定する。

ＬＥＯ衛星ネットワーク内でデータグラムトラフィックをルーティングする分散ルーティングアルゴリズムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。このアルゴリズムは、最小伝搬遅延パスを生成する。このアルゴリズムは、地球全体が衛星の論理位置によってカバーされるという概念に基づく。これらの論理位置は、移動せず、最も近い衛星によって充てんされる。この概念は、本発明のグリッド概念に類似する。このルーティングは、これらの論理位置をホップと考えることによって実行される（例えば、非特許文献１参照）。地上ルータ内で使用される古典的なルーティングアルゴリズムとは異なって、このアルゴリズムは、衛星がトポロジ情報を交換することを必要とするのではなく、極領域および非極領域の隣接位置間の異なる距離を考慮に入れた、論理位置の間の最小遅延パスのいくつかの数学的プロパティに基づいてルートを計算する。数学的プロパティに基づいて、衛星が、宛先がどの領域（極または非極）にあるのかに依存してパケットをどの方向（上、下、右、または左）にルーティングすべきかを規定するルーティングテーブルが、設計時に生成される。このテーブルは、主方向のリンクが輻輳を有する、すなわち、出力キューがあるしきい値より長い場合に使用すべき副方向をも含む。したがって、このルーティングアルゴリズムは、パフォーマンス劣化を抑えつつ、輻輳および障害点を避けてパケットを再ルーティングすることができる。このルーティングアルゴリズムは、純粋なデータグラムトラフィックを対象とする。このルーティングアルゴリズムは、トラフィックの帯域幅（ＱｏＳ）および優先順位を考慮しない。

このアルゴリズムは、マルチキャストルーティングに拡張された（例えば、非特許文献２参照）。マルチキャスト拡張は、ペイロードの間でのルーティング情報交換を必要とする。

複数の軌道面から構成され、各面が面内で等間隔の複数の衛星を担持する、衛星コンステレーションにまたがってパケットをルーティングする方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。同一軌道面内の衛星は、南北クロスリンクを介して接続される。異なる軌道面内の衛星は、東西クロスリンクを介して接続される。接続が、異なる面内の２つの衛星の間で必要であるときには、地上のコントローラステーションが、さまざまなクロスリンク上のトラフィック負荷を考慮に入れて、その接続のルートを判定する。すなわち、ルート最適性に関するコストは、遅延ではなくパスへのトラフィック負荷である。そのように判定されたルートは、軌道面に垂直なコンステレーション内の論理領域を表す「バンド」からなる。コントローラは、バンド情報、宛先面、および宛先(送信先)衛星ｉｄを含むこのルート情報をソース(送信元)衛星に供給し、ソース衛星は、このルート情報をその接続に属するすべてのパケットに含める。したがって、この方式は、ソースルーティングを使用する。衛星は、このルート情報を使用して、指定されたバンドに達するまでソース面上でパケットを転送し、次に宛先面に向かってそのバンド上でパケットを転送し、最後に宛先面上で宛先衛星に向けてパケットを転送することによって、パケットを転送する。この方法では、衛星は、ルート適合能力を全く有しない。すべての再ルーティング判断は、地上のコントーラのみによって行われる。この方式のもう１つの制限は、トラフィック優先順位を考慮せず、プリエンプションをサポートしないことである。また、「バンド」ベースのルートは、最短パス選択を制約するので、最適である可能性が低い。

ＬＥＯ衛星ネットワーク内でデータをルーティングするためのタグスイッチングに基づく仮想接続指向の手法が提案された（例えば、非特許文献３参照）。ルーティングテーブルは、地上局によって計算され、所定のインターバルで衛星にアップロードされる。ルートは、異なるネットワークスナップショットに関して地上局によって計算される。スナップショットの限られたセットに関するフォワーディングテーブル（ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｔａｂｌｅ）だけが、ＬＥＯ衛星にアップロードされる。ペイロードスイッチは、ルート適合能力を全く有しない。すべての再ルーティング計算および判断が、地上局のみによって行われる。地上局は、ソースと宛先との間のｋ個の最短パスを判定することによって、スナップショットごとにルートを生成する。ｋ個のパスのそれぞれは、特定のタイプのトラフィックをルーティングするのに使用され、例えば、遅延に敏感なトラフィックは、第１の最短パス上でルーティングされ、他のタイプのトラフィックは、残りのｋ−１個のパス上でルーティングされる。この方式も、トラフィック優先順位を考慮せず、プリエンプションをサポートしない。

米国特許第６４０４７６９号

Ｅ． Ｅｋｉｃｉ， Ｉ．Ｆ． Ａｋｙｉｌｄｉｚ， Ｍ．Ｄ． Ｂｅｎｄｅｒ， Ａ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｔｒａｆｆｉｃ ｉｎ ＬＥＯ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ＩＥＥＥ／ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ， ＶＯＬ．９， ＮＯ．２， Ａｐｒｉｌ， ２００１ Ｅ． Ｅｋｉｃｉ， Ｉ．Ｆ． Ａｋｙｉｌｄｉｚ， Ｍ．Ｄ． Ｂｅｎｄｅｒ， Ａ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＬＥＯ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ＩＰ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ＩＥＥＥ／ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ， ＶＯＬ．１０， ＮＯ．２， Ａｐｒｉｌ ２００２ Ｖ．Ｖ．Ｇｏｕｎｄｅｒ， Ｒ． Ｐｒａｋａｓｈ， Ｈ． Ａｂｕ−Ａｍａｒａ， Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ＬＥＯ−Ｂａｓｅｄ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ， ＩＥＥＥ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ａｐｒｉｌ １９９９

本発明は、ＬＥＯ衛星ネットワークを経由してソース地上端末と１つまたは複数の宛先地上端末との間のルートを判定する方式を提示する。この方式は、特定の帯域幅、優先順位および持続時間を有する、複数の地上端末の間での通信セッションを確立する要求を衛星ネットワークのユーザから受信し、要求されたセッションのネットワークルートを生成する、地上のネットワークオペレーションズセンタによる使用を意図されたものである。

この方式は、次の革新的特徴を有する。

１．ルートは、セッション帯域幅要件、優先順位要件、および持続時間要件を考慮してオペレーションズセンタによって判定される。

２．必要な場合には、より低い優先順位のセッションが、入ってくる高優先順位セッションに対処するためにプリエンプトされる。プリエンプトされるセッションの個数は、最小にされる。

３．ルートは、セッション寿命中に発生する可能性がある端末−衛星接続性および衛星−衛星接続性の変化を考慮して生成される。したがって、２つの地上端末の間のデータを、異なる瞬間に衛星ネットワーク内の異なるパス（クロスリンク／アップリンク／ダウンリンク）を介してルーティングすることができる。

４．複数のルートを１つのセッションについて計算して、ペイロードがクロスリンク障害または輻輳に遭遇したときのペイロードによる自動適応再ルーティングを容易にする。ペイロードは、ネットワーク全体のトポロジまたはステータスの知識を必要としない。ペイロードは、クロスリンク障害または輻輳時に適応再ルーティングを実行するために、そのクロスリンクの障害または輻輳ステータスだけを知ればよい。あるセッションについて判定されたルートに基づいて、地上のオペレーションズセンタは、ペイロードのデータ転送ルールを生成し、これらのルールをペイロードにアップロードする。転送ルールは、ペイロードごとに、セッショントラフィックが通常条件の下でどのクロスリンク上でルーティングされなければならないのか、およびセッショントラフィックが輻輳または障害の場合にどのクロスリンク上でルーティングされなければならないのかを指定する。

５．ルートは、ポイントツーポイントセッションとポイントツーマルチポイントセッションとの両方について生成される。

ＬＥＯ衛星ルーティングに対する従来の解決策のいくつか（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）は、ペイロード内で実行される分散ルーティングアルゴリズムを提示する。本明細書で説明される本発明は、地上のプラニングノード（ｐｌａｎｎｉｎｇ ｎｏｄｅ）内で実行される集中化されたルーティング解決策を提示する。

ＫａｐｏｏｒおよびＧｒｏｕｎｄｅｒ他の著作など、ＬＥＯ衛星ルーティングに対するいくつかの他の従来の解決策は、集中化されたルーティング解決策を提示する。しかし、彼らは、セッション優先順位を考慮せず、ルートは、より低い優先順位のセッションのプリエンプションを考慮せずに計算される。さらに、彼らは、ペイロードによる適応再ルーティングをサポートしない。ネットワーク障害または輻輳が発生したときに、新しいルートは、そのイベントが発生した後に限って、地上のプラニングノードによって計算される。これは、ネットワークイベントに対する遅い反応をもたらし、通信の破壊を引き起こす。さらに、ＫａｐｏｏｒとＧｒｏｕｎｄｅｒ他の両方とも、ポイントツーマルチポイントルーティングを提供しない。

説明される発明の新規の特徴は、ペイロード転送ルール生成からのルート判定の明確な分離である。ルートは、経時的に不変である論理衛星コンステレーショントポロジと経時的に変化する論理クロスリンク上で使用可能な帯域幅とを表すグリッド概念に基づいて計算される。この概念は、衛星軌道を考慮しないルート計算を容易にする。ルーティングアルゴリズムが論理パス（主パスおよび代替パス）を判定した後に、ペイロード転送ルールが生成される。このフェーズでのみ、衛星軌道が考慮され、転送ルールは、セッション寿命中の異なる瞬間の衛星ジオロケーションを考慮して生成される。

本発明の主な独自性は、考慮されるＬＥＯ衛星システムコンテキストである。システムコンテキストを、図１に示す。検討されるペイロードは、リソースが制限され、ルーティングアルゴリズムを実施するコンピューティングリソースおよびメモリリソースを有しない。このリソースの制限にかかわりなく、主要な設計目標の１つは、ペイロードがネットワーク異常にすばやく反応することを可能にする衛星自律性である。本明細書で説明するルーティング方式は、ペイロードリソースの制約および衛星自律性目標に対処する。したがって、本ルーティングアルゴリズムは、集中化され、地上ノードで実行されるが、それでも、ペイロードが障害または輻輳に遭遇したときにペイロードがトラフィックを再ルーティングするのを容易にする複数のルートを生成する。ペイロードは、そのクロスリンクの障害および輻輳ステータスだけを知る必要があり、ネットワーク全体のグローバル条件を知る必要はない。

本発明は、次の説明を添付図面を参照の上読むことにより、よりよく理解される。

ＬＥＯ衛星システムコンテキストを示す図である。 ＬＥＯ衛星ルートプラニングを示す概略図である。 ＬＥＯ衛星グリッドを示す概略図である。 セッションの主パスおよび代替パスの判定を示す流れ図である。 セッションの主パスおよび代替パスの判定を示す流れ図である。 セッションの２つのノードの間のパスの判定を示す流れ図である。 セッションの２つのノードの間のパスの判定を示す流れ図である。 セッションの２つのノードの間の代替パスの判定を示す流れ図である。 セッションのペイロード転送ルールの生成を示す流れ図である。

図１に、本明細書で後に説明するルート判定方式のＬＥＯ衛星システムコンテキスト１００を示す。この図に示されているように、ネットワークオペレーションズセンタ１０２は、ユーザセッションのルートをプラニングし、判定されたルートを分散管理センタ１０４Ａ、１０４Ｂなどに広める。ルート情報は、ルートに含まれるペイロードごとの転送ルールの形で伝えられる。分散管理センタは、そのドメイン内のペイロード１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄ、および１０６Ｅに転送ルールをアップロードする。ペイロードは、これらの転送ルールに従ってデータパケットを転送する。

ネットワークオペレーションズセンタは、ネットワーク管理に関する集中化された機能を含む。ネットワークオペレーションズセンタは、サービスに関するルートをプラニングし、ペイロード転送ルールを生成し、ペイロード転送ルールを管理センタに広め、ＳＬＡレポートを生成し、ネットワークトラブル解決を実行する。

分散管理センタは、ネットワーク構成およびポリシをペイロードおよび端末にアップロードし、ペイロードおよび端末のステータスおよび性能を監視し、集計された性能データをネットワークオペレーションズセンタに報告する。

ペイロードは、ポリシに従ってリソースを管理し、パケットを転送し、リンク障害時または輻輳時にポリシに基づいてパケットを動的に再ルーティングし、ポリシに基づいてクロスリンクを動的に確立し、ステータスおよび性能を指定された管理センタに報告する。

転送ルールの概念および詳細は、関連特許出願である米国特許出願第１３／１４９１０６号に記載され、これらを、簡単な参照のために、ある単純化を伴ってここで要約する。

転送ルールは、クロスリンク／アップリンク上で受信されたデータパケットを別のクロスリンク／ダウンリンクにどのように転送しなければならないのかを指定する。

転送ルールは、次の形をとる。

＜Ｓｏｕｒｃｅ，Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ，Ｅｎｄ Ｔｉｍｅ，Ｐｒｉｏｒｉｔｙ，Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ １，Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ ２，…，Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ ｎ＞
ここで、
Ｓｏｕｒｃｅ(ソース)は、受信されたパケット内のソース(送信元)アドレスであり、
Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ(宛先)は、受信されたパケット内の宛先アドレスであり、
Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ(開始時刻)およびＥｎｄ Ｔｉｍｅ(終了時刻)は、このルールが有効であるタイムインターバルを指定し、タイムインターバルは、再発するインターバルとすることができ、
Ｐｒｉｏｒｉｔｙ(優先順位)は、ＩＥＥＥ ８０２．１ｐＱ Ｔａｇ標準規格に従ってパケットに割り当てられた優先順位レベル（０〜７の範囲内、０は最低優先順位であり、７は最高優先順位である）であり、
Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ １(出力ポート１)，Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ ２（出力ポート２），…，Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔ ｎは、受信されたパケットがそれに切り替えられなければならない好ましいクロスリンク／ダウンリンクの順序付きシーケンスであり、このシーケンス内のある出力ポートは、シーケンス内の前のすべての出力ポートが障害または輻輳を発生した（事前に構成されたしきい値によって判定される）場合に限って選択される。

転送ルールは、次の転送挙動を指定する。ソースアドレスおよび宛先アドレスにそれぞれＳｏｕｒｃｅおよびＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎをセットされてタイムインターバルＳｔａｒｔ ＴｉｍｅとＥｎｄ Ｔｉｍｅとの間に受信された、優先順位レベルＰｒｉｏｒｉｔｙを有するパケットは、指定されたＯｕｔｐｕｔ Ｐｏｒｔシーケンス内で最初に見つかった、障害も輻輳も発生していないクロスリンク／ダウンリンク（存在する場合に）に切り替えられなければならない。そのようなクロスリンク／ダウンリンクが見つからない場合には、そのパケットを捨てなければならない。

図２に、ルート判定方式を組み込んだ、ＬＥＯ衛星ネットワークルートプランナ２０２と呼ばれる機能コンポーネントのブロック概略図２００を示す。このコンポーネントは、入力２０４として
＜Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｄ，Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ，Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎ，Ａｄｄｒｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ，Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ，Ｅｎｄ Ｔｉｍｅ，Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，Ｐｒｉｏｒｉｔｙ＞
の形のセッションルート要求をとり、ここで、Ｓｔａｒｔ ＴｉｍｅおよびＥｎｄ Ｔｉｍｅは、一緒にセッション持続時間を指定する。ルートプランナは、出力２０６としてセッションについて判定されたルートのペイロード転送ルールを作る。衛星ネットワークのトポロジは、衛星軌道に起因してセッションの寿命中に変化する可能性がある。そのようなトポロジ変化は、スナップショット２０８のシーケンスを使用して取り込まれ、各スナップショットは、特定のタイムインターバルの間のネットワークトポロジを表す。セッションの持続時間が、複数のスナップショットを含む場合には、ルートプランナは、スナップショットごとに転送ルールを生成する。さらに、ルートプランナは、次の形でのペイロードによる適応ルーティングを容易にするために、１つのセッションについて複数のルートを計算もする。セッションごとに、主パスおよび複数の代替パスが判定される。各代替パスは、主パスに含まれるいくつかのペイロードによって分岐しているパスであり、そのペイロードから出る主パスが経由するクロスリンク内で障害または輻輳に出会う場合にペイロードによって使用される。

衛星ネットワークスナップショットは、図３に示されたＬＥＯ衛星グリッド（以下ではグリッドと呼ばれる）の概念を使用して表される。グリッド３００は、垂直エッジ３０４および水平エッジ３０６を介して接続されたノード３０２からなる固定された論理衛星ネットワーク（コンステレーション）を表す。ノードは、ジオロケーションを表す。ジオロケーションは、いつでも、これらの位置のＬＥＯ衛星が、一緒にグローバルカバレージを提供するように選択される。垂直エッジは、論理面内クロスリンクを表し、水平エッジは、論理面間クロスリンクを表す。一番上の行のノードと一番下の行のノードは、同一であり、これが、これらのノードの間の点線によって表されている。同様に、最左端列のノードと最右端列のノードは、同一であり、これも、破線を使用して表されている。論理トポロジに加えて、グリッド表現は、論理面間クロスリンクおよび論理面内クロスリンクごとに遅延情報をも含む。遅延は、極領域付近で最小であり、赤道領域で最大である。この属性は、ルート計算におけるコストメトリックである。

図２に示された衛星グリッドデータ２１０は、次の情報を有する。
ａ．各ノードのジオロケーション
ｂ．各ノードのカバレージエリア、すなわち、衛星がノードを占めるときに衛星によってカバーされる地上のエリア
ｃ．論理面内クロスリンクおよび論理面間クロスリンクごとのクロスリンク遅延
スナップショットは、特定のタイムインターバルの間のグリッドの実例であり、どの衛星がどのノードを占めるのかを識別する

＜Ｎｏｄｅ（ノード），Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｉｄ（衛星Ｉｄ）＞
マッピングのセットによって指定される。これは、衛星軌道に基づいて事前に決定される。これらのマッピングから、スナップショット内の物理クロスリンク（すなわち、衛星対の間のリンク）への論理クロスリンクのマッピングが導出される。したがって、スナップショットは、特定のタイムインターバルの間の実際の衛星ネットワークトポロジを表す。衛星ネットワークトポロジは、時間決定的で繰り返す形で変化する。エポックは、トポロジ変化の同一シーケンスが各エポック内で繰り返される、最短の循環タイムインターバルである。すべてのトポロジ変化が、１エポック内のスナップショットのシーケンスによって完全に取り込まれる。スナップショットのシーケンスは、各エポック内で同一なので、１からｎまでの範囲内の数によって各スナップショットを一意に識別することが可能であり、ｎは、１エポック内のスナップショットの個数である。

図２に示されているように、衛星グリッドデータ２１０および衛星ネットワークスナップショット２０８データは、ルートプランナの参照データである。これらは、静的データであり、セッションルート要求にサービスする前にルートプランナに供給される。

この参照データに加えて、ルートプランナは、動的データを有するアドミッテッドユーザセッションデータ２１２と呼ばれる別のデータベースを使用する。このデータベースは、衛星ネットワークに入ることを許されたユーザセッションごとのセッション情報およびルート情報を格納する。セッションごとに、次の情報が格納される：Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｄ（セッションＩｄ）、Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ（開始時刻）、Ｅｎｄ Ｔｉｍｅ（終了時刻）、Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ（帯域幅）、Ｐｒｉｏｒｉｔｙ（優先順位）、Ｐｒｉｍａｒｙ Ｒｏｕｔｅ（主ルート）、およびＡｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｒｏｕｔｅｓ（代替ルート）。ルートは、ルートが経由する論理クロスリンク（面内または面間）のシーケンスとして表される。このデータベースは、ルートプランナがセッションのルート判定を完了したときに、ルートプランナによって更新される。

これらのデータベース内の情報を使用して、ルートプランナは、次の形でセッションのルートを判定する。基本概念は、ルートプランナが、グリッドデータ内のネットワークトポロジおよび遅延情報と、アドミッテッドユーザセッションデータ２１２内に格納されたデータから導出される要求されたセッションの持続時間の間に各クロスリンク上で使用可能な帯域幅とに基づいて、ルートを判定することである。ルートがセッションについて判定された後に、プランナ２０２は、衛星ネットワークスナップショットデータ２０８に基づいて、ルートのペイロード転送ルール２０６を生成する。

最初は、ポイントツーポイントルーティングすなわち、１つのソース端末と１つの宛先端末とを有するセッションのルートの発見の方式の説明である。１つのソースおよび複数の宛先を有するルーティング（ポイントツーマルチポイントルーティング）に関する拡張は、後で説明する。

２つの端末の間のパスを判定するルーティング問題は、次のように、グリッド内の２つのノードの間のパスを見つける問題に還元される。ソースノードは、Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎおよび各ノードのカバレージエリアに基づいて決定される。そのカバレージエリアがＳｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｌｏｃａｔｉｏｎを含むノードが、ソースノードとして選択される。複数の候補ノードの場合には、ある所定の判断基準に基づいて、１つのノードが選択される。宛先ノードは、同様の形で決定される。

ポイントツーポイントセッションの主パスおよび代替パスを見つけるアルゴリズムを、図４Ａおよび図４Ｂに示された流れ図で説明する。このアルゴリズムは、２つの他のアルゴリズムすなわち、図５Ａおよび５Ｂに示されたセッションの２つのノードの間のパスを見つけるアルゴリズムと、図６に示された主パスを与えられてセッションの２つのノードの間の代替パスを見つけるもう１つのアルゴリズムとを使用する。図７に、セッションの転送ルールの生成の流れ図を示す。

セッションの主パスおよび代替パスを判定するプロセスが、開始され４０２、Ｖｉｃｔｉｍｓに空のセットがセットされ４０４、ここで、Ｖｉｃｔｉｍｓは、要求されたセッションに対処するためにプリエンプトされるセッションのセットを表す。

Ｆｉｎｄ Ｐａｔｈ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｎｏｄｅ，Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｎｏｄｅ，Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ，Ｅｎｄ Ｔｉｍｅ，Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，Ｐｒｉｏｒｉｔｙ，Ｖｉｃｔｉｍｓ）を呼び出すことによって、セッションの主パスを見つける４０６。

主パスが見つかったかどうかの判定を行う４０８。主パスが見つからない場合には、システムは、失敗を返し４１０、プロセスは、終了する４１２。

主パスが見つかる場合には、主パス内の各論理クロスリンクＬを、当初に最初のクロスリンクを検討する４１４。Ｂｒａｎｃｈ Ｎｏｄｅ（分岐ノード）を、ステップ４１６でＬのソースノードにする。次に、Ｆｉｎｄ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｐａｔｈ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｐａｔｈ，Ｂｒａｎｃｈ Ｐａｔｈ，Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｎｏｄｅ，Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ，Ｅｎｄ Ｔｉｍｅ，Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，Ｐｒｉｏｒｉｔｙ，Ｖｉｃｔｉｍｓ）を呼び出すことによって、Ｂｒａｎｃｈ Ｎｏｄｅで分岐するセッションの代替パスを見つける４１８。

検討しなければならない論理クロスリンクがまだあるかどうかを判定する４２０。そうである場合には、ステップ４１４に戻る。そうではない場合には、アドミッテッドユーザセッションデータを更新し、その主パスおよび代替パスを含む新しいセッションの属性を記録し、Ｖｉｃｔｉｍｓに含まれるセッションのエントリを除去する４２２。Ｓｕｃｃｅｓｓ（成功）、Ｐｒｉｍａｒｙ Ｐａｔｈ（主パス）、およびＡｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｐａｔｈ（代替パス）を返し４２４、プロセスを終了する４２６。

セッションの２つのノードの間のパスを判定するプロセスを、図５Ａおよび５Ｂに示す。このプロセスは、開始され５０２、その使用可能なＢＷが、Ｖｉｃｔｉｍｓに割り当てられた帯域幅を回収した後にセッション持続時間中のある時の帯域幅より小さい論理クロスリンクを除去することによって、セッション持続時間中の縮小されたグリッドＧを構築する５０４。ダイクストラのアルゴリズムおよびコストメトリックとしてクロスリンク遅延を使用して、縮小されたグリッド内のソースノードと宛先ノードとの間の最短パスを見つける５０６。パスが見つかったかどうかを判定する５０８。そうである場合には、Ｒｏｕｔｅ（ルート）に見つかったパスをセットし５１０、Ｓｕｃｃｅｓｓ（成功）、Ｒｏｕｔｅ（ルート）、Ｖｉｃｔｉｍｓを返す５１２。

そうでない場合には、優先順位＜Ｐｒｉｏｒｉｔｙ（優先順位）を有するすべてのオーバーラップするセッションに割り当てられた帯域幅を回収することによって、セッション持続時間についてグリッドＧを更新する５１６。コストメトリックとしてクロスリンク遅延を用いてダイクストラのアルゴリズムを使用して、更新されたグリッドＧ内のソースノードと宛先ノードとの間の最短パスを見つける５１８。

パスが見つからない５２０場合には、失敗を返し５２２、プロセスを終了する５２４。パスが見つかる５２０場合には、Ｒｏｕｔｅに見つかったパスをセットする５２６。見つかったパス内の各論理クロスリンクＬを検討し、まず、最初のクロスリンクを検討する５２８。

Ｖｉｃｔｉｍに含まれないが新しいセッションを含むＬを経由するすべてのセッションの帯域幅の合計が、セッション持続時間中のある時点におけるＬのキャパシティより大きいかを判定する５３０。
そうでない場合には、ステップ５２８に戻る。そうである場合には、優先順位の昇順で、Ｌを経由し、Ｖｉｃｔｉｍに含まれない、各より低い優先順位のセッションＳを検討する５３２。Ｓの帯域幅を回収する５３４。ＳをＶｉｃｔｉｍｓに追加する５３６。
Ｖｉｃｔｉｍｓに含まれないが新しいセッションを含むＬを経由するすべてのセッションの帯域幅の合計が、セッション持続時間中のある時点におけるＬのキャパシティより大きいかを判定する５３８。
そうである場合には、ステップ５３２に戻る。そうでない場合には、パスについて検討すべき論理クロスリンクがまだあるか５４０。そうである場合には、ステップ５２８に戻る。そうでない場合には、Ｓｕｃｃｅｓｓ、Ｒｏｕｔｅ、Ｖｉｃｔｉｍｓを返し５４２、プロセスを終了する５４４。

図６は、セッションの２つのノードの間の代替パスの判定の流れ図である。プロセスは、開始し６０２、Ｂｒａｎｃｈ Ｎｏｄｅ（分岐ノード）から出るＰｒｉｍａｒｙ Ｐａｔｈ（主パス）内の論理クロスリンクをＧから除去することによってセッション持続時間の間の縮小されたグリッドＧを構築する６０４。次に、Ｆｉｎｄ Ｐａｔｈ（Ｂｒａｎｃｈ Ｎｏｄｅ，Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｎｏｄｅ，Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ，ＥｎｄＴｉｍｅ，Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，Ｐｒｉｏｒｉｔｙ，Ｖｉｃｔｉｍｓ）を呼び出す６０６。プロセスを終了する６０８。

セッションの転送ルールを生成するプロセスを、図７に示す。このプロセスを、セッションによって含まれるすべてのスナップショットを識別する７０２ことによって開始する７００。セッションの各スナップショット、当初に最初のスナップショットを検討する７０４。

図７の「現在のスナップショットの主パスおよび代替パス内のペイロードごとに転送ルールを構築する」ステップ７０６の詳細は、次の通りである。

パス内のノードｎ１からノードｎ２へのエッジごとに、次のように構成されたものの中の転送ルール
Ａは、スナップショット内のｎ１（３０２_１）を占める衛星であるものとし、
Ｂは、スナップショット内のｎ２（３０２_２）を占める衛星であるものとし、
Ｐは、Ｂに接続されたクロスリンクのＡ内の出力ポートであるものとし、
ｔｓは、セッションの開始時刻またはスナップショットの開始時刻のうちでより遅いものであるものとし、
ｔｅは、セッションの終了時刻またはスナップショットの終了時刻のうちでより早いものであるものとする。

衛星Ａの転送ルールは、
＜Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（ソース端末アドレス），Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（宛先端末アドレス），ｔｓ，ｔｅ，ｐ，Ｐ＞
であり、ｐは、セッション優先順位である。

図７のステップ「ペイロードごとの主パスおよび代替パスの転送ルールを現在のスナップショットに関する単一の転送ルールにマージする」７０８の詳細は、次の通りである。

＜Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（ソース端末アドレス），Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（宛先端末アドレス），ｔｓ，ｔｅ，ｐ，ＰＩ＞が、スナップショット内の主パス内の衛星Ａの転送ルールであるものとし、
＜Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（ソース端末アドレス），Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（宛先端末アドレス），ｔｓ，ｔｅ，ｐ，Ｐ２＞が、同一のスナップショット内の衛星Ａで分岐する代替パスの転送ルールであるものとすると、
同一のスナップショット内の衛星Ａのマージされた転送ルールは、＜Ｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（ソース端末アドレス），Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ（宛先端末アドレス），ｔｓ，ｔｅ，ｐ，ＰＩ，Ｐ２＞であり、
その後、検討すべきスナップショットがまだあるかどうかを判定する７１０。そうである場合には、次のスナップショットを検討し７０４、上のステップに従う。そうでない場合には、転送ルールを返し７１４、その後、プロセスを終了する７１４。

ポイントツーマルチポイントルーティング
上で説明したポイントツーポイントルーティングアルゴリズムを、次の形でマルチポイントルーティングのために拡張することができる。

ポイントツーポイントアルゴリズムを、各宛先を順番に検討することによって繰り返して呼び出す。宛先が検討される順序は、重要ではない。

最初の反復の終りに、マルチポイントツリーは、最初の宛先について判定されたパスである。

各後続の反復の終りに、現在の宛先について判定されたパス（現在のパスと呼ぶ）は、前の反復の累算結果であるマルチポイントツリーにマージされる。このマージは、ｎが現在のパス上ならびにマルチポイントツリー内にあるノードｎが見つかるまで、現在の宛先から始めて現在のパス上でノードをスキャンすることによって達成される。ワーストケースで、ソースノードがｎである可能性がある。その後、現在のパス内のｎから始まるサブパスが、マルチポイントツリー内のｎのサブツリーとして付加される。

マルチポイントツリー内の異なる宛先に関するパス内の共通のエッジ（論理クロスリンク）に割り当てられた帯域幅の二重カウントを避けるために、マルチポイントセッションに割り当てられたリンク帯域幅は、パスを計算している間に考慮されない（図５Ａおよび５Ｂ）。すなわち、論理クロスリンクの使用可能帯域幅情報は、マルチポイントセッションについてリンクに割り当てられた帯域幅を考慮せずに計算される。

当業者によって了解されるように、本発明を、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として実施することができる。したがって、本発明は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはソフトウェア態様とハードウェア態様とを組み合わせた実施形態の形をとることができ、これらのすべてを、本明細書では全般的に「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ぶ場合がある。

本明細書で使用された用語法は、特定の実施形態を説明するためのみのものであって、本発明について限定的であることは意図されていない。本明細書で使用されたときに、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈がそうではないと明らかに示さない限り、複数形をも含むことが意図されている。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）」および／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、本明細書で使用されたときに、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／またはコンポーネントの存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／またはその群の存在または追加を除外しないことを、さらに理解されたい。

下の特許請求の範囲に含まれる、存在するすべての手段またはステップおよび機能要素の対応する構造、材料、行為、および同等物は、具体的に特許請求される他の特許請求される要素と組み合わせてその機能を実行するためのすべての構造、材料、または行為を含むことが意図されている。本発明の説明は、例示および説明のために提示されたものであって、網羅的であることまたは開示された形態に本発明を限定することは意図されていない。本発明の範囲および趣旨から逸脱しない多数の修正形態および変形形態が、当業者には明白であろう。実施形態は、本発明の原理および実用的応用例を最もよく説明するため、および企図される特定の使用に適するさまざまな変更を加えたさまざまな実施形態のために当業者が本発明を理解することを可能にするために選択され、説明された。

本開示のさまざまな態様を、コンピュータ、プロセッサ、および／または機械上で実行されたときに本方法のステップをコンピュータまたは機械に実行させる、コンピュータまたは機械によって使用可能または可読の記憶媒体または記憶デバイス内に格納されたプログラム、ソフトウェア、またはコンピュータ命令として実施することができる。コンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読記憶デバイスは、コンピュータまたは機械によって読み取り実行することのできるコンピュータコードまたは命令を格納することができる任意の有形のデバイスを含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読記憶デバイスの例は、ハードディスク、ディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）などのメモリデバイス、光記憶デバイス、および他の記録媒体または記憶媒体を含むことができるが、これに限定されない。

本開示のシステムおよび方法を、汎用コンピュータシステムまたは特殊目的コンピュータシステム上で実施し、実行することができる。コンピュータシステムは、任意のタイプの既知のシステムまたはこれから知られるシステムとすることができ、通常は、プロセッサ、メモリデバイス、ストレージデバイス、入出力デバイス、内部バス、ならびに／または通信ハードウェアおよびソフトウェアなどに関連して他のコンピュータシステムと通信する通信インターフェースを含むことができる。

本願で使用される可能性がある用語「コンピュータシステム」および「コンピュータネットワーク」は、固定されたおよび／またはポータブルのコンピュータハードウェア、ソフトウェア、周辺機器、およびストレージデバイスのさまざまな組合せを含むことができる。コンピュータシステムは、協力して実行するためにネットワーク化されまたは他の形でリンクされる複数の個々のコンポーネントを含むことができ、または、１つもしくは複数の独立型コンポーネントを含むことができる。本願のコンピュータシステムのハードウェアコンポーネントおよびソフトウェアコンポーネントは、デスクトップ、ラップトップ、およびサーバなどの固定されたおよびポータブルのデバイスを含むことができ、これらのデバイス内に含まれることができる。モジュールを、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、電子回路網、またはその他として実施することができる、ある「機能性」を実施するデバイス、ソフトウェア、プログラム、またはシステムのコンポーネントとすることができる。

ＬＥＯ衛星ネットワーク内のポイントツーポイント通信セッションおよびポイントツーマルチポイント通信セッションのルートを判定する方法およびシステムを説明し、図示したが、本明細書に添付された特許請求の範囲の範囲のみによって限定されなければならない本発明の広義の原理および教示から逸脱せずに、変形形態および修正形態が可能であること、当業者には明らかであろう。

Claims (14)

1. 低高度地球周回軌道（ＬＥＯ）衛星ネットワークによって接続された２つの地上端末の間のポイントツーポイント通信セッションの主パスおよび複数の代替パスを決定する方法であって、
   衛星軌道に起因する端末−衛星接続性の変化と、
   衛星軌道に起因する衛星−衛星接続性の変化と、
   ソース端末および宛先端末の位置と、
   通信セッション持続時間と、
   セッショントラフィック帯域幅と、
   セッショントラフィック優先順位と
   の情報を使用してルートを決定するステップと、
   ＬＥＯ衛星グリッドに基づいて前記主パスおよび代替パスのルートを決定するステップであって、前記グリッドは、ジオロケーションを表す論理ノードと、論理面内クロスリンクを表す垂直エッジと、論理面間クロスリンクを表す水平エッジと、クロスリンクに関する遅延情報とを含む固定された論理衛星コンステレーショントポロジを表すこととを備え、
   前記主パスおよび代替パスの前記ルートは、前記通信セッションの前記持続時間にわたる論理クロスリンク上での使用可能帯域幅を考慮に入れて、そのカバレージエリアがソース端末位置を含むソースノードから、そのカバレージエリアが宛先端末位置を含む宛先ノードへの最短パスを計算することによって決定されることを特徴とする方法。
2. ノードの前記ジオロケーションを選択して、いつでも、これらの位置の前記ＬＥＯ衛星が互いにグローバルカバレージを提供することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 最短パスは、前記グリッドにまたがる最小遅延を有するパスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記主パスは、プリエンプションを全く用いずに、前記セッション持続時間中のある時の間に十分な使用可能帯域幅を有しないすべてのクロスリンクを除去することによって縮小されたグリッドを構築し、最短パスを見つけるためにダイクストラのアルゴリズムを呼び出すことによって決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. パスは、プリエンプションなしでパスを見つけることができない場合に要求されたセッションに対処するためにより低い優先順位のセッションをプリエンプトすることによって見つけられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. プリエンプションを用いるルートの決定は、
   すべてのより低い優先順位のセッションに割り当てられた帯域幅が回収される場合にルートが存在するかどうかを決定することによって、プリエンプションが助けになるかどうかをチェックするステップと、
   前記ルートにおいて経由される各クロスリンクを順番に検討し、前記セッションに対処するためにプリエンプションがそのクロスリンク上で要求されるかどうかをチェックするステップと、
   優先順位の昇順で前記クロスリンクを経由するより低い優先順位のセッションの各々を検討し、より高い優先順位のセッションに対処するために十分な帯域幅が累算されるまで、前記より低い優先順位のセッションに割り当てられた前記帯域幅を回収するステップと
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 複数の代替パスは、
   前記主パスにおいて経由される各ノードを順番に検討するステップと、
   上の前記分岐ノードから出る前記主パス内の前記クロスリンクを除去するステップと、
   これまでにプリエンプトされたすべてのより低い優先順位のセッションから回収された帯域幅を考慮に入れて前記分岐ノードから始まる宛先ノードへの最短経路を判定し、必要に応じて追加のより低い優先順位のセッションをプリエンプトするステップと
   によって前記主パスについて生成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ポイントツーポイントルートの決定は、
   ある順序で各宛先ノードを検討し、異なる宛先の前記パス内の共通クロスリンクに割り当てられた帯域幅の二重カウントを避けて宛先ノードへのパスを計算するステップであって、最初の反復の終りに、マルチポイントツリーは、最初の宛先について決定されたパスであることと、
   ノードＮが現在のパス上にあると同時にマルチポイントツリー内にあるノードＮが見つかるまで、現在の宛先から始めて前記現在のパス上でノードをスキャンすることによって、前の反復の累算結果である前記マルチポイントツリーに各反復で決定された前記現在のパスをマージするステップと、
   前記マルチポイントツリー内のノードＮのサブツリーとして前記現在のパス内のノードＮから始まるサブパスを付加するステップと
   によってポイントツーマルチポイントルーティングに拡張されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 転送ルールは、前記セッションによってスパンされる各スナップショットを考慮することによってセッションの前記主パスおよび代替パスについて判定された前記ルートのペイロードごとに生成され、スナップショットは、衛星軌道によって事前に決定される特定のタイムインターバルの間の前記グリッドの実例であり、どの衛星がどのノードを占めているのかを識別する＜Ｎｏｄｅ，Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｉｄ＞マッピングのセットからなることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 主パスまたは代替パス内のノードＮ１からノードＮ２へのエッジのスナップショットに関する前記転送ルール生成は、
    前記スナップショット内でノードＮ１を占める衛星Ａを識別するステップと、
    前記スナップショット内でノードＮ２を占める衛星Ｂを識別するステップと、
    前記スナップショット内でＢに接続されたクロスリンクのＡ内の出力ポートＰを識別するステップと、
    前記セッションの前記開始時刻または前記スナップショットの前記開始時刻のいずれか遅い方である時刻ＴＳを識別するステップと、
    前記セッションの前記終了時刻または前記スナップショットの前記終了時刻のいずれか早い方である時刻ＴＥを識別するステップと、
    ＜Ｓｏｕｒｃｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｄｄｒｅｓｓ，Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｄｄｒｅｓｓ，ＴＳ，ＴＥ，ｐ，Ｐ＞として衛星Ａの前記転送ルールを生成するステップであって、ｐは、セッション優先順位である、ステップと
    を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. スナップショットについてペイロードで分岐する前記主パスおよび前記代替パスについて生成される転送ルールは、各ルールの出力ポート要素をとることと、単一の出力シーケンス｛ＰＯ，ＰＩ｝を構築することとによって単一の転送ルールに組み合わされ、ＰＯは、前記主パスの前記転送ルール内のポート要素であり、ＰＩは、前記代替パスの前記転送ルール内のポート要素であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. ＬＥＯ衛星ネットワークによって接続された２つの地上端末の間のポイントツーポイント通信セッションの主パスおよび複数の代替パスを決定するシステムであって、
    ポイントツーポイントルート判定の計算態様を実行するＬＥＯ衛星ネットワークルートプランナと、
    ジオロケーションを表す論理ノードと、論理面内クロスリンクを表す垂直エッジと、論理面間クロスリンクを表す水平エッジと、クロスリンクに関する遅延情報とを含む固定された論理衛星コンステレーショントポロジを表すＬＥＯ衛星グリッドデータを格納するデータベースとを含み、
    前記ＬＥＯ衛星ネットワークルートプランナは、
    衛星軌道に起因する端末−衛星接続性の変化と、
    衛星軌道に起因する衛星−衛星接続性の変化と、
    ソース端末および宛先端末の位置と、
    通信セッション持続時間と、
    セッショントラフィック帯域幅と、
    セッショントラフィック優先順位と
    の情報を使用してルートを決定するステップと、
    前記ＬＥＯ衛星グリッドデータに基づいて前記主パスおよび代替パスのルートを決定するステップとを実行し、
    前記主パスおよび代替パスの前記ルートは、前記通信セッションの前記持続時間にわたる論理クロスリンク上での使用可能帯域幅を考慮に入れて、そのカバレージエリアがソース端末位置を含むソースノードから、そのカバレージエリアが宛先端末位置を含む宛先ノードへの最短パスを計算することによって決定される
    ことを特徴とするシステム。
13. ユーザ通信セッションのルートをプラニングし、ＬＥＯ衛星ペイロード転送ルールを生成し、前記転送ルールを分散管理センタを介して前記ＬＥＯ衛星ペイロードに広める前記ＬＥＯ衛星ネットワークルートプランナを有するネットワークオペレーションズセンタと、
    そのドメイン内の前記ＬＥＯ衛星ペイロードに転送ルールをアップロードし、そのドメイン内の前記ＬＥＯ衛星ペイロードのステータスおよび性能を監視し、前記ステータスおよび性能データを前記ネットワークオペレーションズセンタに報告する１つまたは複数の分散管理センタと、
    これらの転送ルールに従ってデータパケットを転送し、クロスリンク障害または輻輳に基づいてパケットを動的に再ルーティングし、そのステータスおよび性能を指定された管理センタに報告する前記ＬＥＯ衛星ペイロードと
    をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 低高度地球周回軌道（ＬＥＯ）衛星ネットワークによって接続された２つの地上端末の間のポイントツーポイント通信セッションの主パスおよび複数の代替パスを判定する、コンピュータ上で動作するコンピュータ可読プログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、前記コンピュータに、
    衛星軌道に起因する端末−衛星接続性の変化と、
    衛星軌道に起因する衛星−衛星接続性の変化と、
    ソース端末および宛先端末の位置と、
    通信セッション持続時間と、
    セッショントラフィック帯域幅と、
    セッショントラフィック優先順位と
    の情報を使用してルートを判定するステップと、
    ＬＥＯ衛星グリッドに基づいて前記主パスおよび代替パスのルートを判定するステップであって、前記グリッドは、ジオロケーションを表す論理ノードと、論理面内クロスリンクを表す垂直エッジと、論理面間クロスリンクを表す水平エッジと、クロスリンクに関する遅延情報とを含む固定された論理衛星コンステレーショントポロジを表す、ステップと
    を実行させる命令を含み、前記主パスおよび代替パスの前記ルートは、前記通信セッションの前記持続時間にわたる論理クロスリンク上での使用可能帯域幅を考慮に入れて、そのカバレージエリアがソース端末位置を含むソースノードからそのカバレージエリアが宛先端末位置を含む宛先ノードへの最短パスを計算することによって判定される
    ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。

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