低轨星座网络的星间路由方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种低轨星座网络的星间路由方法及装置，方法包括：基于在星座网络中运行的OSPF协议和/或BGP协议，自主进行星座网络的路由学习和计算，并存储路由表；路由表中至少包括当前卫星节点到星座网络中每一个其他节点的南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数；响应于向目的卫星节点的路由转发业务，基于路由表确定跳数；根据跳数确定是否可形成转发矩形；其中，当前卫星节点和目的卫星节点为转发矩形对角的两个顶点，南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数分别为转发矩形的两个边长；若可形成，则基于转发矩形的区域和路由表确定路由转发的输出接口。本方案，能够高效准确的实现星座网络的星间路由。由。由。

【技术实现步骤摘要】
低轨星座网络的星间路由方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及卫星通信
，特别涉及一种低轨星座网络的星间路由方法及装置。

技术介绍

[0002]低地球轨道(LEO,low earth orbit)(以下简称低轨)卫星星座以其广覆盖、全天候的特点成为弥补地面网络覆盖盲区最有效的解决方案，是未来天空地海一体化网络的重要组成部分。卫星互联网总体上分为三大部分：星座网络、地面网络和卫星终端。其中，星座网络主要承载星间的互联业务，实现天地一体化的互联网组网。
[0003]由于低轨星座网络具有对地高速运动的特性，平均7～8km/s的运动速度，基本100分钟左右绕地球一周，因此卫星之间的链路及其不稳定，拓扑关系也一直在变化，这给星间路由方法带来很大的挑战。目前，典型的星间路由方法主要包括：虚拟拓扑法和虚拟节点法。
[0004]虚拟拓扑法的核心思想是：利用星座的运行规律(即星历)，以星座的拓扑变化划分时间片(在一个时间片里，星座的拓扑不发生变化)，对每一个时间片，依据星历是可以获知所有卫星的连接关系，因此其拓扑是可以预先获取的，因此可以在地面提前针对每个时间片计算好每个节点的路由，并上载到每个节点上，在每个时间片开始时，每个卫星节点下载事先计算好的路由表，在一个时间片里就依据此路由表进行转发。
[0005]虚拟节点法的核心思想是：将地理区域划分为若干个小区，并称为虚拟节点。各虚拟节点分配有逻辑地址，与其上空负责覆盖的卫星建立映射关系，与卫星共享逻辑地址。当卫星不再覆盖该小区时，则虚拟节点映射至下一覆盖卫星，由下一卫星继承上一卫星的逻辑地址和网络状态(包括路由表、信道分配等)，从而通过虚拟节点与卫星的动态映射构建静态的虚拟网络。
[0006]然而，对于虚拟拓扑法，预先计算星座网络在每个时间片内每个卫星节点的路由，当星座网络的卫星节点数量庞大时，存储量非常大。另外，由于星座网络的拓扑变化，存在预先计算好的时间片路由无法转发的问题。对于虚拟节点法，需频繁计算卫星与地面区域的覆盖关系，且当虚拟节点在不同轨道面间切换时，将增加极轨道星座缝隙位置的不确定性，虚拟网络拓扑并非完全静态。且由于地球自转影响，映射建立较长事件后卫星轨道面将大幅偏离原覆盖小区，无法完成轨道面内虚拟节点切换。
[0007]基于上述两种星间路由方法存在的缺点，亟需提供一种新的星间路由方法，以能够高效、准确的实现星座网络的星间路由。

技术实现思路

[0008]本专利技术实施例提供了一种低轨星座网络的星间路由方法及装置，能够高效、准确的实现星座网络的星间路由。
[0009]第一方面，本专利技术实施例提供了一种低轨星座网络的星间路由方法，应用于低轨
星座网络中的任意一个卫星节点，所述方法包括：
[0010]基于在星座网络中运行的开放式最短路径优先协议和/或边界网关协议，自主进行星座网络的路由学习和计算，并存储当前网络拓扑的路由表；所述路由表中至少包括当前卫星节点到所述星座网络中每一个其他节点的南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数；
[0011]响应于向目的卫星节点的路由转发业务，基于所述路由表确定当前卫星节点到所述目的卫星节点的目标南北垂直方向跳数和目标东西水平方向跳数；
[0012]根据所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数，确定是否可在当前网络拓扑中形成转发矩形；其中，当前卫星节点和所述目的卫星节点为所述转发矩形对角的两个顶点，所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数分别为所述转发矩形的两个边长；
[0013]若可形成所述转发矩形，则基于所述转发矩形的区域和所述路由表确定路由转发的输出接口。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种低轨星座网络的星间路由装置，应用于低轨星座网络中的任意一个卫星节点，所述装置包括：
[0015]路由计算单元，用于基于在星座网络中运行的开放式最短路径优先协议和/或边界网关协议，自主进行星座网络的路由学习和计算，并存储当前网络拓扑的路由表；所述路由表中至少包括当前卫星节点到所述星座网络中每一个其他节点的南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数；
[0016]跳数确定单元，用于响应于向目的卫星节点的路由转发业务，基于所述路由表确定当前卫星节点到所述目的卫星节点的目标南北垂直方向跳数和目标东西水平方向跳数；
[0017]转发矩形判定单元，用于根据所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数，确定是否可在当前网络拓扑中形成转发矩形；其中，当前卫星节点和所述目的卫星节点为所述转发矩形对角的两个顶点，所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数分别为所述转发矩形的两个边长；
[0018]输出接口确定单元，用于在可形成所述转发矩形时，则基于所述转发矩形的区域和所述路由表确定路由转发的输出接口。
[0019]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
[0020]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
[0021]本专利技术实施例提供了一种低轨星座网络的星间路由方法及装置，在星座网络的多个卫星节点中，通过在星座网络中运行开放式最短路径优先协议和/或边界网关协议，如此卫星节点之间可以建立通信，在卫星节点上能够自主的进行星座网络的路由学习和计算，相对于被动接收地面站提前计算出的路由表，自主进行路由学习和计算得到的结果会更加准确；另外，通过在路由表中扩展出南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数这两个参数，基于这两个参数实现最优路由转发路径的选择，以确定出当前卫星节点进行路由转发的输出接口。可见，本方案，不仅能够更准确的学习和计算到星座网络的路由表，且能够实现最优
路由转发路径的选择，高效完成路由转发业务，从而实现了星座网络的星间路由。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术一实施例提供的一种低轨星座网络的星间路由方法流程图；
[0024]图2是本专利技术一实施例提供的一种星座网络的组网示意图；
[0025]图3是本专利技术一实施例提供的另一种星座网络的组网示意图；
[0026]图4是本专利技术一实施例提供的又一种星座网络的组网示意图；
[0027]图5是本专利技术一实施例提供的一种路由转发路径示意图；
[0028]图6是本专利技术一实施例提供的另一种路由转发路径示意图；
[0029]图7是本专利技术一实施例提供的又一种路由转发路径示意图；
[0030]图8是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低轨星座网络的星间路由方法，其特征在于，应用于低轨星座网络中的任意一个卫星节点，所述方法包括：基于在星座网络中运行的开放式最短路径优先协议和/或边界网关协议，自主进行星座网络的路由学习和计算，并存储当前网络拓扑的路由表；所述路由表中至少包括当前卫星节点到所述星座网络中每一个其他节点的南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数；响应于向目的卫星节点的路由转发业务，基于所述路由表确定当前卫星节点到所述目的卫星节点的目标南北垂直方向跳数和目标东西水平方向跳数；根据所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数，确定是否可在当前网络拓扑中形成转发矩形；其中，当前卫星节点和所述目的卫星节点为所述转发矩形对角的两个顶点，所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数分别为所述转发矩形的两个边长；若可形成所述转发矩形，则基于所述转发矩形的区域和所述路由表确定路由转发的输出接口。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自主进行星座网络的路由学习和计算，包括：确定与当前卫星节点在同轨和跨轨分别相连的相邻卫星节点；将当前卫星节点的路由发送给每一个相邻卫星节点，以及，接收每一个相邻卫星节点转发来的路由；根据接收到的路由计算当前卫星节点所述星座网络中每一个其他卫星节点的南北垂直方向跳数和东西水平方向跳数，以对当前卫星节点的路由表进行更新。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据预设的路由更新条件，当确定满足所述路由更新条件时，则重新进行一次所述自主进行星座网络的路由学习和计算，以对存储的路由表进行更新。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数，确定是否可在当前网络拓扑中形成转发矩形，包括：当所述目标南北垂直方向跳数和所述目标东西水平方向跳数均不等于0时，则确定可在当前网络拓扑中形成转发矩形。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述转发矩形的区域和所述路由表确定路由转发的输出接口，包括：确定当前卫星节点和所述目的卫星节点的纬度的大小关系，基于所述大小关系确定跨轨转发和同轨转发的先后顺序；按照所述先后顺序中在先的转发方向，确定所述路由表中是否存在对...

【专利技术属性】
技术研发人员：易宇，彭媛媛，陈明，
申请(专利权)人：深圳星移联信科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：