低轨卫星网络切换方法、设备及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低轨卫星网络切换方法、设备及系统，其中方法由卫星执行，包括：接收来自基站的数据请求；检测自身流表是否存在原地址到目的地址的流表项；若存在所述流表项则按照指定的所述流表项进行下一跳的数据转发。本发明专利技术通过提前下发流表进行切换的方法，减少了不必要的数据请求等工作流程，进而有效降低基站与卫星发生切换时带来的时延和丢包率。

【技术实现步骤摘要】
低轨卫星网络切换方法、设备及系统
本专利技术涉及卫星网络的
，尤其是涉及一种低轨卫星网络切换方法、设备及系统。
技术介绍
建立高效可靠的卫星通信网络是未来5G乃至6G发展的大势所趋。传统的卫星网络由于其广袤的覆盖区域、超大的时空跨度和高动态性的网络拓扑，带来了通信链路的传播时延大、传播效果差等问题，此外，与地面网络资源不同，卫星上网络计算能力差、网络资源受限。由于低轨道卫星相对地球表面作高速运动，在通信过程中用户不能始终利用同一颗卫星或波束进行通信，需要频繁地完成从一颗卫星到另一颗卫星的用户数据链路切换。但是现有的卫星和基站的切换方式都是硬切换的方式，直接进行卫星和基站的切换导致网络产生时延且提高了丢包率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本专利技术提出一种低轨卫星网络切换方法，能够减小网络切换时的时延和丢包率。本专利技术还提出一种卫星。本专利技术还提出一种基站。本专利技术还提出一种控制中心。本专利技术还提出一种低轨网络切换系统。第一方面，本专利技术的一个实施例提供了低轨卫星网络切换方法，由卫星执行，包括：接收来自基站的数据请求；检测自身流表是否存在原地址到目的地址的流表项；若存在所述流表项则按照指定的所述流表项进行下一跳的数据转发。本专利技术实施例的低轨卫星网络切换方法至少具有如下有益效果：设计的基于低轨卫星系统网络，对控制中心的切换模块功能进行了实现，高速运动的卫星与地面基站必然产生相对位置变化，因而低轨道卫星必须要解决与地面基站的切换问题并设计相应的切换功能及算法；其次，针对硬切换过程，在对传统方式下的硬切换过程进行详细分析的基础上，提出基于提前下发流表项的硬切换算法，减少了不必要的数据请求等工作流程，有效降低基站与卫星发生切换时带来的时延和丢包率。根据本专利技术的另一些实施例的低轨卫星网络切换方法，还包括：接收来自所述基站的数据包，并将所述数据包发送至控制中心；接收来自所述控制中心的流表项，并按照所述流表项完成数据转发。根据本专利技术的另一些实施例的低轨卫星网络切换方法，所述流表项包括：通信的持续时间、空闲超时时间、匹配优先级、数据输入端口、源端和目的端的MAC和IP地址和动作集。第二方面，本专利技术的一个实施例提供了低轨卫星网络切换方法，由基站执行，包括：检测所在领域内的卫星的导频信号强度；若未连接的卫星的导频信号强度超过预设的阈值和/或已连接的卫星的导频信号强度低于所述阈值，则发送切换请求至控制中心；接收所述控制中心的切换命令，终止已连接的卫星通信和/或接入未连接的卫星的波束。第三方面，本专利技术的一个实施例提供了低轨卫星网络切换方法，由控制中心执行，包括：接收来自基站的切换请求并检测所述切换请求是否合理；若所述切换请求合理则下达带有目标信息的切换命令至基站。根据本专利技术的另一些实施例的低轨卫星网络切换方法，还包括：接收来自所述卫星的数据包；将所述数据包进行计算和分析以执行包含转发规则的流表项，并将所述流表项发送至卫星。第四方面，本专利技术的一个实施例提供了一种卫星，第一接收模块，用于接收来自基站的数据请求、数据包和控制中心的流表项；第一检测模块，用于检测自身流表是否存在原地址到目的地址的流表项；执行模块，用于根据所述流表项执行数据转发；第一发送模块，用于将所述数据包发送至控制中心。本专利技术实施例的低轨卫星网络切换方法至少具有如下有益效果：针对卫星和基站的硬切换过程，在对传统方式下的硬切换过程进行详细分析的基础上，提出基于提前下发流表项的硬切换算法，减少了不必要的数据请求等工作流程，有效降低基站与卫星发生切换时带来的时延和丢包率。第五方面，本专利技术的一个实施例提供了一种基站，包括：第二检测模块，用于检测所在领域内的卫星的导频信号强度；比较模块，用于将检测到的卫星的导频信号强度与预设的阈值比较以得到比较结果；第二发送模块，用于根据所述比较结果发送切换请求至控制中心；第二接收模块，用于接收来自所述控制中心的切换命令；控制模块，用于切断已连接的卫星或接入未连接的卫星的波束。第六方面，本专利技术的一个实施例提供了一种控制中心，包括：第三接收模块，用于接收来自基站的切换请求；第三检测模块，用于检测所述切换请求是否合理；第三发送模块，用于将带有目标信息的切换命令发送至基站。第七方面，本专利技术的一个实施例提供了一种低轨卫星网络切换系统，包括：上述的一种卫星；上述的一种基站；上述的一种控制中心。附图说明图1是本专利技术实施例中低轨卫星网络切换方法的一具体实施例流程示意图；图2是本专利技术实施例中低轨卫星网络切换方法的一具体实施例流程示意图；图3是本专利技术实施例中低轨卫星网络切换方法的一具体实施例流程示意图；图4是本专利技术实施例中低轨卫星网络切换方法的一具体实施例卫星对地切换过程示意图；图5是本专利技术实施例中低轨卫星网络切换方法的一具体实施例网络环境开始时各节点分布；图6是本专利技术实施例中低轨卫星网络切换方法的一具体实施例网络环境结束时各节点分布；图7是多次试验下两个基站之间在发生切换过程时的时延的对比情况；图8是多次试验下两个基站之间在发生切换过程时的丢包率对比情况；图9是本专利技术实施例中低轨网络切换系统的一具体实施例模块框图；图10是本专利技术实施例中一种基站的一具体实施例模块框图；图11是本专利技术实施例中一种控制中心的一具体实施例模块框图；图12是本专利技术实施例中一种卫星的一具体实施例模块框图。附图标记：100、卫星；110、第一接收模块；120、第一检测模块；130、执行模块；140、第一发送模块；200、基站；210、第二检测模块；220、比较模块；230、第二发送模块；240、第二接收模块；250、控制模块；300、控制中心；310、第三接收模块；320、第三检测模块；330、第三发送模块。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低轨卫星网络切换方法，其特征在于，由卫星执行，包括：/n接收来自基站的数据请求；/n检测自身流表是否存在原地址到目的地址的流表项；/n若存在所述流表项则按照指定的所述流表项进行下一跳的数据转发。/n

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星网络切换方法，其特征在于，由卫星执行，包括：
接收来自基站的数据请求；
检测自身流表是否存在原地址到目的地址的流表项；
若存在所述流表项则按照指定的所述流表项进行下一跳的数据转发。


2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星网络切换方法，其特征在于，还包括：
接收来自所述基站的数据包，并将所述数据包发送至控制中心；
接收来自所述控制中心的流表项，并按照所述流表项完成数据转发。


3.根据权利要求1或2任一项所述的一种低轨卫星网络切换方法，其特征在于，所述流表项包括：通信的持续时间、空闲超时时间、匹配优先级、数据输入端口、源端和目的端的MAC和IP地址和动作集。


4.一种低轨卫星网络切换方法，其特征在于，由基站执行，包括：
检测所在领域内的卫星的导频信号强度；
若未连接的卫星的导频信号强度超过预设的阈值和/或已连接的卫星的导频信号强度低于所述阈值，则发送切换请求至控制中心；
接收所述控制中心的切换命令，终止已连接的卫星通信和/或接入未连接的卫星的波束。


5.一种低轨卫星网络切换方法，其特征在于，由控制中心执行，包括：
接收来自基站的切换请求并检测所述切换请求是否合理；
若所述切换请求合理则下达带有目标信息的切换命令至基站。


6.根据权利要求5所述的一种低轨卫星...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫泽涛，冯汉炯，李德志，
申请(专利权)人：深圳市航天华拓科技有限公司，深圳航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44