【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信，尤其涉及一种基于位置的低轨卫星网络路由系统。
技术介绍
1、低轨卫星网络具有节点非受控、拓扑动态变化的特点，路由是实现网络高效运转的关键技术之一。低轨卫星网络路由分为表驱动路由和按需路由。
2、表驱动路由又被称为先验式路由，网络中各个节点都必须维护到达全网所有节点的路由，节点会不断检测全网拓扑变化，然后计算并更新路由，因此保证路由表可以准确反映当前网络状态和结构。
3、按需路由又称为反应式路由，网络中各个节点不保存实时的路由信息，只有当源节点向目的节点发送报文时，源节点才在网络中发起路由搜索，直至建立路由后才开始发送报文。按需路由仅在必要时发现并保存路由，相比表驱动路由可大幅降低资源消耗。
4、虽然表驱动路由引入了路由缓存机制，但是在拓扑变化时依然需要更新路由。然而，低轨卫星网络规模巨大，拓扑频繁变化，表驱动路由中各个节点需要维护全网路由表的一致性，这需要消耗大量的节点资源和网络资源。随着网络拓扑规模增大，表驱动路由的路由收敛时间不断延长，路由有效时间逐渐减少。
5、尽管按需路由仅在必要时进行路由发现，但路由创建时仍需根据全网拓扑计算路由或通过泛洪数据包发现路由。该过程受网络规模和源节点到目的节点的距离影响，如果网络规模较大且源节点到目的节点的距离较远，路由创建需要较高的开销和较长的时间。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，如何加快路由收敛，提升效率；有鉴于此，本专利技术提供一种基于位置的低轨卫星
2、本专利技术采用的技术方案是，一种基于位置的低轨卫星网络路由系统，包括：
3、探测报文收发模块，用于周期性地向所有网口发送邻居请求报文，邻居请求报文的源地址为本节点的网络地址、目的地址为所有节点的多播地址，消息内容包含本节点当前经纬度和移动信息，对端邻节点收到所述邻居请求报文后会建立到本节点的路由并发送邻居通告报文，邻居通告报文的源地址为该邻节点的网络地址，目的地址为本节点的网络地址，消息内容包含该邻节点当前经纬度和移动信息，本节点收到所述邻居通告报文后建立到邻节点的路由；
4、其中，当节点需要向不相邻的目的节点发送或转发报文时，首先在当前配置的临时路由表中查询目的节点相关的路由，如果临时路由表存在目的节点相关的路由，节点从临时路由表中查询到目的节点的逻辑地址和下一跳的网络地址，将经纬信息、逻辑地址和网络地址插入报文头，从对应的网口发送；
5、预测经纬模块，用于在收到来自邻节点的经纬度和移动信息后，会根据移动信息周期性地对邻节点的经纬度进行预测；
6、路由计算模块，用于根据本节点和目的节点的逻辑地址及经纬信息进行路由寻址；
7、报文转发模块收到报文后首先会查询临时路由表，如果临时路由表包含到目的节点的路由，则将对应的下一跳节点的网络地址替换报文中原来的网络地址，再向下一跳节点转发，否则由路由计算模块计算路由并更新临时路由表后再根据临时路由表替换报文的网络地址并完成报文转发。
8、在一个实施方式中，所述临时路由表中的信息有目的节点的逻辑地址、经纬和前往目的节点的最佳下一跳的网络地址。
9、在一个实施方式中，所述目的节点的逻辑地址为<m,n>，其中，m和n分别为卫星的轨道编号和轨内编号，表示第m个轨道的第n颗卫星。
10、在一个实施方式中，在收到来自邻节点的经纬度和移动信息后，会根据移动信息周期性地对邻节点的经纬度进行预测。
11、在一个实施方式中，选举哨兵节点的策略为：
12、s1、任意节点自身不位于极区但有同轨邻节点位于极区，如果轨间链路均连通，则本节点成为哨兵节点并通过轨间链路向异轨邻节点发送哨兵节点通告报文；
13、s2、任意节点接收到哨兵节点通告报文后自动成为哨兵节点；
14、s3、任意哨兵节点进入极区后不再是哨兵节点；
15、s4、综合以上，任意节点同时满足条件：节点自身位于极区外、节点有位于极区的同轨邻节点、节点所处的水平环面内所有轨间链路均连通，则该节点为哨兵节点。
16、在一个实施方式中，当临时路由表中没有目的节点的路由信息时，节点的路由计算模块根据如下策略进行路由寻址：
17、s1、如果本节点与目的节点处于同一轨道，则选择距离目的节点最近的同一轨道内的邻节点作为下一跳；
18、s2、如果本节点与目的节点处于不同轨道，则需要判断本节点是否位于极区；
19、s3、如果本节点位于极区，选择纬度最低的同一轨道内的邻节点作为下一跳；
20、s4、如果本节点位于极区之外，并且本节点是哨兵节点或者本节点与目的节点的轨内编号相同，则选择距离目的节点最近的相邻轨道的邻节点作为下一跳；
21、s5、如果本节点不是哨兵节点但邻近极区，那么选择纬度最低的同一轨道内的邻节点作为下一跳；
22、s6、如果以上条件都不满足，说明本节点位于中低纬度区域，并且与目的节点处于不同的轨道和水平环面，因此选择距离目的节点最近的同一轨道内的邻节点作为下一跳。
23、在一个实施方式中，根据如下公式预测节点的纬度或经度：
24、lat(t)＝lat(t0)+latrate×(t-t0)，t>t0。
25、其中，lat(t)为节点在t时刻的纬度或经度，节点的纬度随时间变化的速度为latrate，当前时刻为t0。
26、相较于现有技术，本专利技术至少具备以下优点：
27、1)采用分布式路由机制，各节点实时探测自身链路状态，与连通的邻节点间建立双向路由，有效降低节点和网络负载，加速路由收敛；
28、2)采用哨兵节点机制，解决了基于地理位置的路由算法中存在的跨极区路由和跨反向缝路由的问题，相比其他实现方式，该机制可以在不增加跳数的情况下实现跨极区和跨反向缝的路由寻址；
29、3)采用基于位置计算路由机制，各节点根据自身的经纬、逻辑地址以及目的节点的经纬、逻辑地址计算下一跳，计算开销小，大多数情况下路由的跳数与最短路径的跳数相等，将计算结果保存在临时路由表中可提高报文转发效率。
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1.一种基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，在收到来自邻节点的经纬度和移动信息后，会根据移动信息周期性地对邻节点的经纬度进行预测。
5.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，选举哨兵节点的具体实施方法为：
6.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，当临时路由表中没有目的节点的路由信息时，节点的路由计算模块根据如下实施方法进行路由寻址：
7.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，根据如下公式预测节点的纬度或经度：
【技术特征摘要】
1.一种基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于位置的低轨卫星网络路由系统，其特征在于，在收到来自邻节点的经纬度和移动信息后，会根据移动信息周期性地对邻节点的经纬度进行预测。
【专利技术属性】
技术研发人员：黄亦诚，丁熙浩，虞志刚，陆洲，顾华玺，严晓云，徐志平，魏雯婷，丁春旭，
申请(专利权)人：中国电子科技集团有限公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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