一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法及卫星节点技术

本发明专利技术公开了一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法及卫星节点，源节点向同层和异层洪泛，通过层间链路接收到链路状态信息包的卫星节点称为代理卫星节点；以源节点和代理卫星节点作为所在层的原点，当卫星节点接收到链路状态信息包后，判断自身与原点的位置关系，若为同层同轨，则链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；若为同层异轨，则只沿异轨星间链路传输；若自身为代理卫星节点，链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；传输时丢弃重复收到的链路状态信息包。本发明专利技术能够降低地面互联网OSPF协议应用于LEO/MEO双层卫星网络时的洪泛开销，同时达到传统洪泛在全网传播链路状态信息的效果。

A low overhead flooding method and satellite node for LEO/MEO double layer satellite network

The invention discloses a LEO/MEO satellite network of low overhead flooding method and satellite node, the source node to the same layer and layer by layer flooding, the link between the received satellite link node state information packet is called a proxy node to the source node and the satellite; satellite nodes as the origin of the agent layer, when the satellite the node receives the link state information packet, and determine their position relationship of the origin, if for the same layer with the rail, while link state packets along the rail link with communication between satellites, along the inter satellite communication link; if the same layer detoumement, only along the inter satellite link transmission; if the agent for the satellite node, link state packets along the rail link with communication between satellites, along the inter satellite link communication; repeating the received link state information packets transmission. The invention can reduce the flooding cost when the terrestrial Internet OSPF protocol is applied to LEO/MEO double layer satellite network, and achieve the effect of traditional flooding link information in the whole network.

【技术实现步骤摘要】
一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法及卫星节点
本专利技术涉及空间网络
，具体涉及一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法及卫星节点。
技术介绍
在非静止轨道卫星中，低轨道卫星(LEO)由于轨道高度低，因此星地传输时延小、链路传播损耗小，对用户终端要求低。但单颗LEO卫星覆盖范围有限，通常需要规模较大的星座才能实现全球覆盖，系统投资大。中轨道卫星(MEO)轨道高度较高，星地传输时延较大，链路传播损耗大，对用户终端要求较高。但由于MEO卫星轨道高度高，覆盖范围广，一般只需要十几颗卫星就可以实现全球覆盖，系统投资小，同时，MEO卫星在远距离传输延时方面优于LEO卫星。因此，能够综合LEO和MEO两种卫星星座优势的LEO/MEO双层卫星网络成为未来的发展趋势。由于卫星节点的动态运动，双层卫星网络具有时空跨度大、网络拓扑动态变化的特点。传统的地面互联网开放最短路径优先(OSPF)路由协议应用于LEO/MEO双层卫星网络时，由于网络拓扑动态变化，OSPF协议需要频繁地向网络中洪泛链路状态信息包，因此，具有协议开销大的缺点。国内外针对如何降低OSPF协议开销的研究较少，只有文献《ANovelRoutingSchemeforLEOSatelliteNetworksbasedonLinkStateRouting》(CSE2015)提出了一种针对LEO单层卫星网络的改进洪泛方法，但该方法只能适用于单层卫星网络。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法及卫星节点，能够降低地面互联网OSPF协议应用于LEO/MEO双层卫星网络时的洪泛开销，同时达到传统洪泛在全网传播链路状态信息的效果。本专利技术的具体实施方案如下：一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法，所述低开销洪泛方法如下：源节点向同层和异层洪泛，通过层间链路接收到链路状态信息包的卫星节点称为代理卫星节点；以源节点和代理卫星节点作为所在层的原点，当卫星节点接收到链路状态信息包后，判断自身与原点的位置关系，若为同层同轨，则链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；若为同层异轨，则只沿异轨星间链路传输；若自身为代理卫星节点，链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；传输时丢弃重复收到的链路状态信息包。进一步地，所述链路状态信息包包括源节点地址、目的节点地址、上一跳节点及序列号，所述目的节点地址为网络广播地址。进一步地，传输时根据源节点地址和序列号来确定是否为重复的链路状态信息包。进一步地，所述源节点为产生链路状态信息的卫星节点，其它节点均为中间节点；当中间节点收到链路状态信息包后，首先检查所述链路状态信息包的源节点地址和序列号，判断是否之前收到过所述链路状态信息包，若收到过，则直接丢弃；若未收到过，则将所述链路状态信息包的源节点地址和序列号存储起来。一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛卫星节点，源节点向同层和异层洪泛，通过层间链路接收到链路状态信息包的卫星节点称为代理卫星节点；以源节点和代理卫星节点作为所在层的原点，当卫星节点接收到链路状态信息包后，判断自身与原点的位置关系，若为同层同轨，则链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；若为同层异轨，则只沿异轨星间链路传输；若为代理卫星节点，链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；传输时丢弃重复收到的链路状态信息包。有益效果：1、本专利技术利用空间网络拓扑的规则性减少重复传播路径可达到传统洪泛在全网传播链路状态信息的效果，能够降低地面互联网OSPF协议应用于LEO/MEO双层卫星网络时的洪泛开销。2、本专利技术将源节点地址和序列号作为链路状态信息包的唯一标识，便于检测是否是重复收到的链路状态信息包。附图说明图1为LEO/MEO双层卫星网络的系统架构；图2为链路状态信息包格式；图3为链路状态信息包在网络中的传播过程。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。LEO/MEO双层卫星网络的系统架构如图1所示，由LEO和MEO通过星间链路互联互通构成双层卫星网络。LEO卫星一般配备四条星间链路用于和同轨前后两颗卫星以及异轨左右两颗卫星建立层内星间链路，简称层内链路，同时，LEO卫星也会配备一条星间链路用于和MEO建立层间星间链路，简称层间链路。MEO卫星也会配备四条星间链路用于和同轨前后两颗卫星以及异轨左右两颗卫星建立层内链路，同时，MEO会配备多条星间链路用于和LEO建立层间链路。所有的LEO卫星均通过层间链路与某颗MEO互联。LEO层采用walker星座构型可以避免极轨星座的缝隙，从而实现LEO层内链路的持续建链。MEO层一般采用walker星座构型，从而也能实现MEO层内链路的持续建链。本专利技术提供了一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法，低开销洪泛方法如下：源节点向同层和异层洪泛，通过层间链路接收到链路状态信息包的卫星节点称为代理卫星节点；以源节点和代理卫星节点作为所在层的原点，当卫星节点接收到链路状态信息包后，判断自身与原点的位置关系，若为同层同轨，则链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；若为同层异轨，则只沿异轨星间链路传输；若自身为代理卫星节点，链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；传输时丢弃重复收到的链路状态信息包。链路状态信息包格式如图2所示，包含源节点地址、目的节点地址、上一跳节点及序列号，其中目的节点地址为网络广播地址。源节点地址用于标识产生该链路状态信息包的卫星节点，每个卫星节点独立维护本源节点发出链路状态信息包的序列号，因此源节点地址和序列号唯一标识了一个链路状态信息包，该信息用于检测是否为重复收到的链路状态信息包。以图3为例，标有三角形的卫星节点为LEO源节点卫星，即该LEO卫星节点产生了一个链路状态信息包，需要向全网传播；标有正方形的卫星节点为MEO代理卫星，该卫星代理LEO源节点卫星在MEO层内传播链路状态信息包。LEO源节点卫星与MEO代理卫星之间的连线表示层间链路。低开销洪泛方法具体传播过程如下：当源节点是LEO卫星时，步骤一，LEO源节点卫星首先将链路状态信息包发给同轨的两颗LEO卫星和异轨的LEO两颗卫星，同时，将链路状态信息包通过层间链路发给与该LEO卫星相连的MEO卫星，称为MEO代理卫星；步骤二，中间LEO卫星节点收到链路状态信息包后，首先检查该链路状态信息包的源节点地址和序列号，判断是否之前收到过该链路状态信息包，若收到过，则直接丢弃；若未收到过，则将该链路状态信息包的源节点地址和序列号存储起来，并进入步骤三；步骤三，中间LEO卫星判断该链路状态信息包的上一跳节点是同轨卫星还是异轨卫星，若为同轨卫星，则将该链路状态信息包发给另一颗相邻的同轨卫星，同时将该链路状态信息包发往异轨相邻两颗卫星，若链路状态信息包的上一跳节点是异轨卫星，则将该链路状态信息包发给另一颗相邻的异轨卫星；步骤四，MEO代理卫星收到LEO卫星的链路状态信息包后，将该链路状态信息包发往同轨的两颗MEO卫星和异轨的MEO两颗卫星；步骤五，中间MEO卫星节点收到链路状态信息包后，首先检查该链路状态信息包的源节点地址和序列号，判断是否之前收到过该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法，低轨道卫星和高轨道卫星通过星间链路互联互通构成双层卫星网络，低轨道卫星层和高轨道卫星层均采用walker星座构型，基于OSPF协议向双层卫星网络进行洪泛，其特征在于，所述低开销洪泛方法如下：源节点向同层和异层洪泛，通过层间链路接收到链路状态信息包的卫星节点称为代理卫星节点；以源节点和代理卫星节点作为所在层的原点，当卫星节点接收到链路状态信息包后，判断自身与原点的位置关系，若为同层同轨，则链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；若为同层异轨，则只沿异轨星间链路传输；若自身为代理卫星节点，链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；传输时丢弃重复收到的链路状态信息包。

【技术特征摘要】
1.一种LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法，低轨道卫星和高轨道卫星通过星间链路互联互通构成双层卫星网络，低轨道卫星层和高轨道卫星层均采用walker星座构型，基于OSPF协议向双层卫星网络进行洪泛，其特征在于，所述低开销洪泛方法如下：源节点向同层和异层洪泛，通过层间链路接收到链路状态信息包的卫星节点称为代理卫星节点；以源节点和代理卫星节点作为所在层的原点，当卫星节点接收到链路状态信息包后，判断自身与原点的位置关系，若为同层同轨，则链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；若为同层异轨，则只沿异轨星间链路传输；若自身为代理卫星节点，链路状态信息包既沿同轨星间链路传播，也沿异轨星间链路传播；传输时丢弃重复收到的链路状态信息包。2.如权利要求1所述的LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法，其特征在于，所述链路状态信息包包括源节点地址、目的节点地址、上一跳节点及序列号，所述目的节点地址为网络广播地址。3.如权利要求2所述的LEO/MEO双层卫星网络低开销洪泛方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕洪成，王向晖，郭坚，李林，张亚航，朱玛，孙勇，张庆君，张睿，庞波，郑晋军，李佼珊，李露铭，杨丽君，邱骐，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11