卫星网络路由更新维护系统及维护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星网络路由更新维护系统及维护方法，主要解决现有技术路由更新时延长及开销大的问题。其包括地面控制中心、多个信关站及拓扑可预测的卫星网络。该地面控制中心周期性的完成对拓扑可预测的卫星网络拓扑、多路径路由表及路由更新维护扩散路径计算；该多个信关站连接至地面控制中心，并以有线方式与地面控制中心进行信息交互，通过无线方式与卫星网络节点进行信息交互；该卫星网络由数颗卫星节点组成，这些卫星节点分别与其周围的卫星节点、所有的信关站及用户终端进行通信，并通过路由更新维护扩散路径进行路由更新维护。本发明专利技术能在保证卫星网络路由正确的前提下，降低整个卫星网络的路由更新时延及开销，可用于卫星网络维护。

【技术实现步骤摘要】
卫星网络路由更新维护系统及维护方法
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种路由更新维护系统可用于卫星网络维护。
技术介绍
近年来，地面移动终端业务的指数型增长导致地面基站很难满足如此高的业务需求，并且由于部分移动终端需要在人烟稀少的偏远山区作业以及航海检测等业务的出现导致目前的地面基站已经不能保证大面积的覆盖移动终端。当重大灾难来临之时如地震、海啸等，地面通信系统会遭受的一定的破坏而使得地面移动终端无法进行通信。卫星通信应运而生，成为解决这一问题的思路之一。卫星通信系统一般由地面段、空间段和用户段构成，如图1所示。其中地面段包含信关站、地面控制中心；空间段指的是卫星系统中的卫星；用户段包括个人用户以及其他移动用户。目前Motorola公司的铱星低轨卫星通信系统。其由轨道高度为780km的6个圆形极地轨道平面组成，每个轨道上有11颗卫星。每颗卫星具有四条星间链路，两条轨内链路以及两条轨间链路。铱星系统的用户单元是一个能够在地球上任何位置提供语音或者数据业务的移动手持电话机。该用户单元既能与地面蜂窝系统兼容以接受服务，也可直接通过铱星系统进行全球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星网络路由更新维护系统，其特征在于，包括至少一个地面控制中心、多个信关站及一个拓扑可预测的卫星网络；/n所述地面控制中心，是一个具有强大计算功能以及强大观测功能的卫星网络核心控制中心，用于路由计算及更新维护；/n所述多个信关站，其通过有线网络连接至地面控制中心，并以有线方式与地面控制中心进行信息交互，以无线的方式与卫星网络节点进行信息交互；/n所述拓扑可预测的卫星网络，是由数颗卫星节点组成的一个空间承载独立网络，这些卫星节点通过不同的频段分别与其周围的卫星节点、所有的信关站及用户终端进行无线通信。/n

【技术特征摘要】
20200319 CN 202010196432X1.一种卫星网络路由更新维护系统，其特征在于，包括至少一个地面控制中心、多个信关站及一个拓扑可预测的卫星网络；
所述地面控制中心，是一个具有强大计算功能以及强大观测功能的卫星网络核心控制中心，用于路由计算及更新维护；
所述多个信关站，其通过有线网络连接至地面控制中心，并以有线方式与地面控制中心进行信息交互，以无线的方式与卫星网络节点进行信息交互；
所述拓扑可预测的卫星网络，是由数颗卫星节点组成的一个空间承载独立网络，这些卫星节点通过不同的频段分别与其周围的卫星节点、所有的信关站及用户终端进行无线通信。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，地面控制中心包括中央处理器、测控设备及有线收发信机，该中央处理器用以完成各项计算功能，该测控设备用以完成相应的观测功能，并将观测结果传输至中央处理器，该有线收发信机是用于将中央处理器计算的路由更新维护信息传输至各信关站。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个信关站，其位于国土范围内的不同省市形成一系列通信基站，完成透明传输工作，这些信关站通过有线网络与所述地面控制中心通信获取数据，通过无线收发信机与卫星网络更新维护路由信息，根据对卫星的可见时间窗来选择可见卫星，并将路由更新维护信息发送给可见卫星。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：每颗卫星都有路由更新维护模块，数颗卫星节点根据其当时所完成的不同功能形成中继卫星节点、过顶卫星节和下传卫星节点；
所述中继卫星节点：用于在整个卫星网络中与周围的卫星节点之间以无线方式进行信息交互从而将数据从源卫星发送至目的卫星；
所述过顶卫星节点：用于与地面节点以无线方式进行信息交互，使数据业务或路由更新信令注入到卫星网络，
所述下传卫星节点：用于与地面节点以无线方式进行信息交互，使数据业务下传到地面网络。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每颗卫星节点需要配备至少6副天线，该6副天线中有4副天线使用L波段频率与周围4个卫星进行通信，有1副天线使用L波段频率与地面终端进行通信，有1副天线使用Ka波段频率与每一个信关站进行通信。


6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，中央处理器包括：
拓扑计算模块，用于将从测控设备获得的连续拓扑分成离散的拓扑快照形式，并通过分析快照变化趋势选择更新维护周期进行路由表的更新维护；
多路径路由表计算模块，用于根据最短路径算法得到主路由表；将主路由表中每对源目的节点对应最佳下一跳去除后的拓扑，再用最短路径算法得到备用路由表，即备用路由表的下一跳地址是在最佳下一跳因故障或者是拥塞失效后的次佳下一跳；
路由更新维护扩散路径计算模块，用于对整个网络拓扑使用基于多源生成森林算法得到一个从地面控制中心到信关站至过顶卫星最后扩散至卫星网络的路径信息，即完成从单点→多点→多点→全网的路径信息获取过程。


7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，测控设备要完成相应的功能包括：对某一特定时刻的拓扑快照进行获取；通过监控卫星与信关站的可见时间窗选择可见卫星进行路由更新维护操作。
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【专利技术属性】
技术研发人员：白卫岗，卫莹刚，盛敏，李建东，周笛，史琰，刘俊宇，文娟，张琰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61