星间网络通信方法、通信卫星以及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种星间网络通信方法、通信卫星以及系统，属于卫星通信技术领域。其中所述星间网络通信方法包括：接收到信息发送请求，通过三次排序方法找到建立通信链路的各个节点，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立从发端到目标的动态通信链路，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。本发明专利技术可实现卫星星座在轨自主管理，在轨快速重构、运行高效的动态路由方法。

【技术实现步骤摘要】
星间网络通信方法、通信卫星以及系统
本专利技术涉及通信卫星
，特别涉及一种星间网络通信方法、通信卫星以及系统。
技术介绍
近些年来人们对卫星通信需求的不断增加。相比同步轨道通信卫星，低轨通信卫星具有通信延时小，终端便于小型化的优点。但是要发挥低轨通信卫星的效能，必须实现卫星的全球组网才能保证对地面实时不间断的通信覆盖。这一状况就催生了星间链路技术的发展。星间链路技术中一项关键技术就是星间链路路由技术。当前发展相对成熟的星间链路路由技术为静态路由技术。以铱星为例，其66颗星分布在6个轨道面上，每颗铱星有四条星间链路，其中两条星间链路用于与同一轨道面内前后相邻卫星之间的通信，另两条星间链路用于与左右相邻轨道面上邻近卫星之间的通信。静态路由技术的网络拓扑结构相对简单，各通信节点之间的网络关系相对固定，但其缺点也十分明显：采用静态路由方法的卫星网络各节点之间只能按照固定的方式建立通信链路，通信热点地区会造成某些节点通信拥塞，某些节点又长时间空闲，导致网络通信效率降低。另外，当网络中某个节点异常时，造成采用该节点的路由线路无法使用，无法快速实现重构，需要重新给各个网络中节点分配新的路由表，网络节点效率低。此外，使用静态路由方法的卫星星座运营需要依赖全球多地地面站的支持和管理，无法实现星座的在轨自主管理。
技术实现思路
本专利技术提供一种星间网络通信方法、通信卫星以及系统，可实现卫星星座在轨自主管理，在轨快速重构、运行高效的动态路由方法。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种星间网络通信方法，其包括：S1：接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；S2：根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；S3：根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；S4：根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；S5：通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星进行步骤S2-S5，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；S6：将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；S7：将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：若不可以建立链路，则按照第三次排序后的顺序顺次选择周围卫星节点作为下一发送节点。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S2，具体包括：根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S3，具体包括：从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S4中对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，具体包括：对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。5.根据权利要求2所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S7中将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，具体包括：将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S5中，还包括：若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。本专利技术实施例提供了一种通信卫星，其包括：请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块，其中，请求模块，用于接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；第一排序模块，用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；第二排序模块，用于根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；第三排序模块，用于根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；通信链路中节点确定模块，用于通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星执行第一排序模块、第二排序模块、第三排序模块和通信链路中节点确定模块，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；通信链路建立模块，用于将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；信息发送模块，用于将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。在本专利技术较佳的实施例中，第一排序模块具体用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星间网络通信方法，其特征在于，其包括以下步骤：/nS1，接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；/nS2，根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；/nS3，根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；/nS4，根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；/nS5，通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星进行步骤S2-S5，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；/nS6，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；/nS7，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。/n...

【技术特征摘要】
1.一种星间网络通信方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1，接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；
S2，根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；
S3，根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；
S4，根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；
S5，通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星进行步骤S2-S5，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；
S6，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；
S7，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。


2.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：
若不可以建立链路，则按照第三次排序后的顺序顺次选择周围卫星节点作为下一发送节点。


3.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S2，具体包括：
根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；
选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。


4.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S3，具体包括：
从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。


5.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S4中对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，具体包括：
对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。


6.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S7中将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，具体包括：将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。


7.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S5中，还包括：
若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息。


8.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：
若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。


9.一种通信卫星，其特征在于，其包括：请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涵，田胜金，邱家齐，张晶晶，刘武，
申请(专利权)人：浙江时空道宇科技有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33