低轨卫星网络故障处理方法、系统以及控制器和介质技术方案

本发明专利技术涉及一种低轨卫星网络故障处理方法、系统以及控制器和介质，所述方法包括将低轨卫星之间采用物理链路连接，建立低轨卫星网络的物理拓扑结构；基于所述物理拓扑结构建立控制信道的逻辑拓扑结构，所述逻辑拓扑结构能够遍历所有低轨卫星，且不存在逻辑上的环路；监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束故障处理。本发明专利技术能够快速发现并修复低轨卫星网络故障，增加了整个低轨卫星网络的稳健性，提高业务的支撑能力，且极大降低了管控成本。

The method, system, controller and medium of fault handling in LEO satellite network

【技术实现步骤摘要】
低轨卫星网络故障处理方法、系统以及控制器和介质
本专利技术涉及低轨卫星通信
，尤其涉及一种低轨卫星网络故障处理方法、系统以及控制器和介质。
技术介绍
低轨卫星网络是指由若干低地球轨道(LowEarthOrbit，简称LEO)低轨卫星构成的空间网络，低轨卫星轨道高度在距地500KM-1000km。低轨卫星利用无线电覆盖地球上的区域，处于该区域内的用户可以接入低轨卫星实现多种形式的通信。低轨卫星网络可提供高带宽、低时延和几乎全球覆盖范围的互联服务，被认为是下一代全球移动网络的重要技术方案。传统的低轨卫星网络形态如图1所示，通常是一颗低轨卫星配有一个地面站，多颗低轨卫星间没有在空间中的直接物理连接，每颗低轨卫星必须过顶地面站时与其产生交互，地面站可获取低轨卫星信息或对低轨卫星形成控制，如铱星系统。大量的地面站部署导致成本激增，且当其中一颗低轨卫星发生故障时，该低轨卫星对应的地面站将无法获取信息，控制灵活性差，且不能及时发现故障，故障恢复时间长。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种低轨卫星网络故障处理方法、系统以及控制器和介质，能够快速发现并修复低轨卫星网络故障，增加了整个低轨卫星网络的稳健性，提高业务的支撑能力，且极大降低了管控成本。为了解决上述技术问题，根据本专利技术一方面，提供了一种低轨卫星网络故障处理方法，包括:将低轨卫星之间采用物理链路连接，建立低轨卫星网络的物理拓扑结构，所述物理拓扑结构中的所有低轨卫星能够与同一个或多个地面站通信；基于所述物理拓扑结构建立控制信道的逻辑拓扑结构，所述逻辑拓扑结构能够遍历所有低轨卫星，且不存在逻辑上的环路；监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束故障处理。进一步的，每个所述低轨卫星上搭载若干个交换系统和若干个收发机，所述低轨卫星之间通过连接收发机建立连接，通过所述交换系统和收发机进行控制信息的星间链路转发。进一步的，所述物理拓扑结构为晶格拓扑结构，所述逻辑拓扑结构为梳状拓扑结构。进一步的，每一所述低轨卫星包括四个所述端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口为与上游低轨卫星连接的端口，第四端口为与下有低轨卫星连接的端口，所述监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束所述方法，包括：步骤S101、周期性检测所述第一端口状态，或开启对第一端口关闭通知监听，或监听来自上游低轨卫星恢复失败的消息，若发现所述第一端口关闭，则进入步骤S102，否则停留在步骤S101；步骤S102、判断所述第二端口是否向第一方向连接，若没有连接，则进入步骤S103，否则进入步骤S104；步骤S103、通过第二端口尝试向第一方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转到步骤S108，否则进入步骤S105；步骤S104、通过第四端口尝试向第二方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转步骤S108，否则标记为群活点丢失状态，并跳转步骤S108；步骤S105、通过第四端口尝试向第二方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转步骤S108，否则进入步骤S106；步骤S106、检测所述第三端口是否关闭，若关闭，则判断是否为最末低轨卫星，且进入步骤S107，否则向下游低轨卫星发送恢复失败信息，并标记为群活点丢失状态，跳转步骤S108；步骤S107、判断是否为末尾低轨卫星，若是，则尝试向最首低轨卫星建立连接，连接成功返回步骤S101，失败则标记为单活点丢失状态且返回步骤S108，若不是末尾低轨卫星，则标记为单活点丢失状态且返回步骤S108；步骤S108、等待所述第一端口状态恢复或上游恢复信息，若是则向下游低轨卫星发送恢复信息，且复位并返回执行步骤S101，否则停留在步骤S108。根据本专利技术另一方面，还提供了一种低轨卫星网络故障处理系统，包括:物理拓扑结构建立模块，配置为将低轨卫星之间采用物理链路连接，建立低轨卫星网络的物理拓扑结构，所述物理拓扑结构中的所有低轨卫星能够与同一个或多个地面站通信；逻辑拓扑结构建立模块，配置为基于所述物理拓扑结构建立控制信道的逻辑拓扑结构，所述逻辑拓扑结构能够遍历所有低轨卫星，且不存在逻辑上的环路；网络故障处理模块，配置为监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束故障处理。进一步的，每个所述低轨卫星上搭载若干个交换系统和若干个收发机，所述低轨卫星之间通过连接收发机建立连接，通过所述交换系统和收发机进行控制信息的星间链路转发。进一步的，所述物理拓扑结构为晶格拓扑结构，所述逻辑拓扑结构为梳状拓扑结构。进一步的，每一所述低轨卫星包括四个所述端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口为与上游低轨卫星连接的端口，第四端口为与下有低轨卫星连接的端口，所述网络故障处理模块具体配置为执行以下步骤：步骤S101、周期性检测所述第一端口状态，或开启对第一端口关闭通知监听，或监听来自上游低轨卫星恢复失败的消息，若发现所述第一端口关闭，则进入步骤S102，否则停留在步骤S101；步骤S102、判断所述第二端口是否向第一方向连接，若没有连接，则进入步骤S103，否则进入步骤S104；步骤S103、通过第二端口尝试向第一方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转到步骤S108，否则进入步骤S105；步骤S104、通过第四端口尝试向第二方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转步骤S108，否则标记为群活点丢失状态，并跳转步骤S108；步骤S105、通过第四端口尝试向第二方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转步骤S108，否则进入步骤S106；步骤S106、检测所述第三端口是否关闭，若关闭，则判断是否为最末低轨卫星，且进入步骤S107，否则向下游低轨卫星发送恢复失败信息，并标记为群活点丢失状态，跳转步骤S108；步骤S107、判断是否为末尾低轨卫星，若是，则尝试向最首低轨卫星建立连接，连接成功返回步骤S101，失败则标记为单活点丢失状态且返回步骤S108，若不是末尾低轨卫星，则标记为单活点丢失状态且返回步骤S108；步骤S108、等待所述第一端口状态恢复或上游恢复信息，若是则向下游低轨卫星发送恢复信息，且复位并返回执行步骤S101，否则停留在步骤S108。根据本专利技术又一方面，提供一种控制器，其包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述程序在被所述处理器执行时能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低轨卫星网络故障处理方法，其特征在于，包括:/n将低轨卫星之间采用物理链路连接，建立低轨卫星网络的物理拓扑结构，所述物理拓扑结构中的所有低轨卫星能够与同一个或多个地面站通信；/n基于所述物理拓扑结构建立控制信道的逻辑拓扑结构，所述逻辑拓扑结构能够遍历所有低轨卫星，且不存在逻辑上的环路；/n监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束故障处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星网络故障处理方法，其特征在于，包括:
将低轨卫星之间采用物理链路连接，建立低轨卫星网络的物理拓扑结构，所述物理拓扑结构中的所有低轨卫星能够与同一个或多个地面站通信；
基于所述物理拓扑结构建立控制信道的逻辑拓扑结构，所述逻辑拓扑结构能够遍历所有低轨卫星，且不存在逻辑上的环路；
监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束故障处理。


2.根据权利要求1所述的低轨卫星网络故障处理方法，其特征在于，
每个所述低轨卫星上搭载若干个交换系统和若干个收发机，所述低轨卫星之间通过连接收发机建立连接，通过所述交换系统和收发机进行控制信息的星间链路转发。


3.根据权利要求1所述的低轨卫星网络故障处理方法，其特征在于，
所述物理拓扑结构为晶格拓扑结构，所述逻辑拓扑结构为梳状拓扑结构。


4.根据权利要求1所述的低轨卫星网络故障处理方法，其特征在于，
每一所述低轨卫星包括四个所述端口，分别为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口为与上游低轨卫星连接的端口，第四端口为与下有低轨卫星连接的端口，
所述监控每一所述低轨卫星在所述逻辑拓扑结构中与上游低轨卫星连接的端口是否关闭，若关闭，则按照预设的顺序逐一在每一预设方向上尝试与该低轨卫星相邻的低轨卫星建立通信连接，连接成功或完成在所有预设方向尝试连接时，结束所述方法，包括：
步骤S101、周期性检测所述第一端口状态，或开启对第一端口关闭通知监听，或监听来自上游低轨卫星恢复失败的消息，若发现所述第一端口关闭，则进入步骤S102，否则停留在步骤S101；
步骤S102、判断所述第二端口是否向第一方向连接，若没有连接，则进入步骤S103，否则进入步骤S104；
步骤S103、通过第二端口尝试向第一方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转到步骤S108，否则进入步骤S105；
步骤S104、通过第四端口尝试向第二方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转步骤S108，否则标记为群活点丢失状态，并跳转步骤S108；
步骤S105、通过第四端口尝试向第二方向连接，并判断是否成功，若成功，跳转步骤S108，否则进入步骤S106；
步骤S106、检测所述第三端口是否关闭，若关闭，则判断是否为最末低轨卫星，且进入步骤S107，否则向下游低轨卫星发送恢复失败信息，并标记为群活点丢失状态，跳转步骤S108；
步骤S107、判断是否为末尾低轨卫星，若是，则尝试向最首低轨卫星建立连接，连接成功返回步骤S101，失败则标记为单活点丢失状态且返回步骤S108，若不是末尾低轨卫星，则标记为单活点丢失状态且返回步骤S108；
步骤S108、等待所述第一端口状态恢复或上游恢复信息，若是则向下游低轨卫星发送恢复信息，且复位并返回执行步骤S101，否则停留在步骤S108。


5.一种低轨卫星网络故障处理系统，其特征在于，包括:
物理拓扑结构建立模块，配置为将低轨卫星之间采用物理链路连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岑，陈津林，
申请(专利权)人：北京前沿探索深空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11