面向无连接的星间路由方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种面向无连接的星间路由方法和系统，包括：当地面用户终端把数据传输给另一个地面用户终端时，把接收方与发送方的位置信息和数据包状态信息加入报头；卫星统计自身星间端口状态和自身位置坐标信息，并为该数据包找到合适端口进行发送，若合适端口都不满足预设条件，则退回数据包，让原地址重新发送；若没有符合预设条件的目的地址，则判断该卫星是否为接收方接入的卫星，若是则把位置信息去除并下发给数据包接收方；否则对数据包进行广播，若数据包广播后仍然没有找到接收方，则丢弃数据包。本发明专利技术降低了寻址和拓扑维护难度，充分利用了卫星端口资源，提升了路由的可靠性，使得端口状态反馈更迅速，提升了端口状态判断的准确性。态判断的准确性。态判断的准确性。

【技术实现步骤摘要】
面向无连接的星间路由方法和系统


[0001]本专利技术涉及星上路由
，具体地，涉及一种面向无连接的星间路由方法和系统。

技术介绍

[0002]近年来，由于广域卫星通信容量需求的不断提升以及可用频段的逐渐枯竭，低轨互联网卫星星座系统逐渐站上舞台，低轨卫星通信星座在全球迎来新一轮建设热潮，利用低轨通信卫星星座构成全球无缝覆盖的一体化综合信息网络，满足无线网络高容量、广覆盖和用户多种业务服务质量需求已成为研究热点，是未来无线通信发展的重要方向。
[0003]低轨卫星高度低，固然有频率利用率提升，通信速率提升等优势，然而由于其高度低，周期短，这使得低轨卫星星座与地面用户组成的通信系统连接拓扑变化快，回归周期长，因此这使得卫星路由与寻址变得异常困难。对于先行其他算法，本算法能够利用地面用户位置相对固定的特点，利用卫星自身物理特性而非逻辑编号进行寻址，使得网络拓扑维护变得更加简单，数据包寻址更加便捷。
[0004]在公开号为CN107787023A的中国专利文献中，公开了一种天地一体化网络的低轨卫星路由生成方法及装置，其特征在于，包括：目标卫星获取当前轨道位置所对应的链路状态数据库，所述链路状态数据库包括由各个卫星之间通过端口形成的链路所构成的网络的拓扑结构；所述目标卫星按第一预设周期探测自身所构成的链路的通断状态，并根据探测结果更新全网端口通断标识表中所述链路对应的端口的通断标识，所述全网端口通断标识表包括所述网络中每一个卫星的各个端口的通断标识，所述端口的通断标识与该端口所构成的链路的通断状态相对应，所述通断标识包括：正常和故障；所述目标卫星通过所述全网端口通断标识表中所述各个端口的通断标识，确定所述通断标识对应的端口所形成的链路的通断状态，并根据该链路的通断状态，对所述链路状态数据库中的该链路对应的拓扑结构进行修正；所述目标卫星通过修正后的链路状态数据库，利用预设路由算法，确定出路由表。
[0005]在公开号为CN107787023A的中国专利文献中，公开了一种强链路约束条件下的卫星路由算法，包括路由的建立与维护阶段和路由转发阶段，在路由的建立与维护阶段，每颗卫星根据卫星运行的周期性和网络拓扑的规律性，周期性地向邻居节点发送探测包，获取邻居卫星的地理位置信息，建立卫星节点的邻居表，并根据邻居表的信息初步计算生成多径路由表，该阶段会贯穿于卫星网络的整个运行过程；在路由转发阶段，卫星节点分别预估出该状态下每条路径的传输时延开销，选择传输时延开销最小的链路进行转发。
[0006]在公开号为CN107787023A的中国专利文献中，公开了一种一种面向LEO卫星网络的分布式节点自适应路由算法，其技术特点是：构造一个类铱星星座的网格状LEO卫星通信系统；根据沿经纬线方向的星间链路设计，利用卫星星座的网状拓扑结构，每个卫星节点独立负责转发队列中的数据报文；通过在数据报中增加和传递额外的网络状态信息，实现卫星节点对于不同路由方向上网络状态的感知与预测，进而指导数据报出向链路的选择。
[0007]专利文献CN106656302A(申请号：CN201610843537.3)公开了一种面向LEO卫星网络的分布式节点自适应路由算法，其技术特点是：构造一个类铱星星座的网格状LEO卫星通信系统；根据沿经纬线方向的星间链路设计，利用卫星星座的网状拓扑结构，每个卫星节点独立负责转发队列中的数据报文；通过在数据报中增加和传递额外的网络状态信息，实现卫星节点对于不同路由方向上网络状态的感知与预测，进而指导数据报出向链路的选择。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种面向无连接的星间路由方法和系统。
[0009]根据本专利技术提供的面向无连接的星间路由方法，包括：
[0010]当一个地面用户终端通过卫星星座，把数据传输给另一个地面用户终端时，与发送方相连的卫星星座首先利用接收方的IP地址，把接收方与发送方的位置信息和数据包状态信息加入报头；
[0011]卫星统计自身星间端口状态和自身位置坐标信息，并为该数据包找到合适的端口进行发送，若合适的端口都不满足预设条件，则退回数据包，让原地址重新发送；
[0012]若没有符合预设条件的目的地址，则判断该卫星是否为接收方接入的卫星，若是，则把位置信息去除，并下发给数据包接收方；否则把数据包标记为广播模式进行广播并在星上进行判断，若数据包广播后仍然没有找到接收方，则丢弃数据包。
[0013]优选的，位置信息的添加方式包括：卫星在接收到地面用户的IP包之后，根据报头内地面用户的IP地址进行对本地内存储的IP地址与地面用户坐标信息进行比对，卫星依据查表比对后，把接收方和发射方的位置坐标以此添加到数据包的头部，然后在尾部加上校验信息；
[0014]状态信息的添加方式包括：数据包分为四种状态，分别为发送、退回、广播一次和广播两次，占用2个比特；在位置信息加入报头后，再在头部加入的2个比特的数据包状态信息；通过卫星收集每一条端口上，发送状态的数据包和退回状态的数据包的比例，作为卫星端口状态信息。
[0015]优选的，为数据包规划合适的端口进行发送，包括：
[0016]卫星读取自身经纬度信息，与发送方坐标和接收方坐标进行计算，若端口与接收目的地址方向的夹角更近，并且发送方位置与接收方地址间的方向角大于90度，则认为该端口是合适的，否者则认为是不合适的；
[0017]若数据包标记为发送，依据夹角大小对除数据包来源端口之外的端口进行排序，然后依次判断卫星端口状态，若该端口状态满足阈值，则标记该数据包为发送状态，并选择该端口传送数据包；
[0018]若数据包标记为退回，则把数据包标记为发送，然后找到仅次于退回端口夹角最小的端口进行发送。
[0019]优选的，退回数据包，让原地址重新发送，包括：
[0020]退回数据包优先级高于发送数据包优先级，若数据包标记为发送，则把数据包标记改为退回，并从源端口退回数据包；
[0021]数据包标记为退回，则找到与发送地址夹角最小的端口退回数据包。
[0022]优选的，卫星读取数据包接收方IP地址，并判断该IP是否挂靠在该卫星上，若是则判断该卫星为接收方接入的卫星；
[0023]若数据包标记为发送，则把数据包标记为广播1并向所有端口进行发送；
[0024]若数据包标记为广播1，则把数据包标记为广播2并向所有端口进行发送；
[0025]若卫星在收到标记为广播2的数据包后，仍然没后找到与之对应的接入地面用户，则丢弃此数据包。
[0026]根据本专利技术提供的面向无连接的星间路由系统，包括：地面用户终端和卫星星座；
[0027]当一个地面用户终端通过卫星星座，把数据传输给另一个地面用户终端时，与发送方相连的卫星星座首先利用接收方的IP地址，把接收方与发送方的位置信息和数据包状态信息加入报头；
[0028]卫星统计自身星间端口状态和自身位置坐标信息，并为该数据包找到合适的端口进行发送，若合适的端口都不满足预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向无连接的星间路由方法，其特征在于，包括：当一个地面用户终端通过卫星星座，把数据传输给另一个地面用户终端时，与发送方相连的卫星星座首先利用接收方的IP地址，把接收方与发送方的位置信息和数据包状态信息加入报头；卫星统计自身星间端口状态和自身位置坐标信息，并为该数据包找到合适的端口进行发送，若合适的端口都不满足预设条件，则退回数据包，让原地址重新发送；若没有符合预设条件的目的地址，则判断该卫星是否为接收方接入的卫星，若是，则把位置信息去除，并下发给数据包接收方；否则把数据包标记为广播模式进行广播并在星上进行判断，若数据包广播后仍然没有找到接收方，则丢弃数据包。2.根据权利要求1所述的面向无连接的星间路由方法，其特征在于，位置信息的添加方式包括：卫星在接收到地面用户的IP包之后，根据报头内地面用户的IP地址进行对本地内存储的IP地址与地面用户坐标信息进行比对，卫星依据查表比对后，把接收方和发射方的位置坐标以此添加到数据包的头部，然后在尾部加上校验信息；状态信息的添加方式包括：数据包分为四种状态，分别为发送、退回、广播一次和广播两次，占用2个比特；在位置信息加入报头后，再在头部加入的2个比特的数据包状态信息；通过卫星收集每一条端口上，发送状态的数据包和退回状态的数据包的比例，作为卫星端口状态信息。3.根据权利要求1所述的面向无连接的星间路由方法，其特征在于，为数据包规划合适的端口进行发送，包括：卫星读取自身经纬度信息，与发送方坐标和接收方坐标进行计算，若端口与接收目的地址方向的夹角更近，并且发送方位置与接收方地址间的方向角大于90度，则认为该端口是合适的，否者则认为是不合适的；若数据包标记为发送，依据夹角大小对除数据包来源端口之外的端口进行排序，然后依次判断卫星端口状态，若该端口状态满足阈值，则标记该数据包为发送状态，并选择该端口传送数据包；若数据包标记为退回，则把数据包标记为发送，然后找到仅次于退回端口夹角最小的端口进行发送。4.根据权利要求1所述的面向无连接的星间路由方法，其特征在于，退回数据包，让原地址重新发送，包括：退回数据包优先级高于发送数据包优先级，若数据包标记为发送，则把数据包标记改为退回，并从源端口退回数据包；数据包标记为退回，则找到与发送地址夹角最小的端口退回数据包。5.根据权利要求1所述的面向无连接的星间路由方法，其特征在于，卫星读取数据包接收方IP地址，并判断该IP是否挂靠在该卫星上，若是则判断该卫星为接收方接入的卫星；若数据包标记为发送，则把数据包标记为广播1并向所有端口进行发送；若数据包标记为广播1，则把数据包标记为广播2并向所有端口进行发送；若卫星在收到标记为广播2的数据包后，仍然没后找到与之对应的接入地面用户，则丢弃此数据包。6.一种面向无连接的星间路...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹浩博，周必磊，刘培，邹兴，韩鸣迪，刘莹，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：