[發明專利]適用于受限衛星網絡的路由方法

有效

• 申請號: 201410452446.8
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104185241B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 盧寧寧
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04W40/24;H04W84/06
• 代理公司: 河北東尚律師事務所13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發明涉及衛星通信領域，特別涉及預設比例(或預設數量)的衛星節點失效、星間鏈路頻繁中斷等惡劣環境下的衛星網絡路由方法。

背景技術

衛星網絡是國家信息基礎設施的重要組成部分，承擔著應急救災、科學勘探等通信任務，在民用和軍用領域擁有巨大的應用前景。

路由技術在衛星組網中占據著重要地位，它直接決定了衛星網絡的傳輸能力、通信效率和服務質量。為了解決衛星網絡路由問題，國內外的研究人員先后提出了一系列的技術方案，包括，顯式多路徑路由算法(Compact Explicit Multi-path Routing，CEMR)、概率路由協議(Probabilistic Routing Protocol，PRP)、輔助定位按需路由算法(Location-Assisted On-demand Routing，LAOR)、數據報路由算法(Datagram Routing Algorithm，DRA)、多層衛星路由算法(Multi-Layered Satellite Routing Algorithm，MLSR)、衛星分組路由協議(Satellite Grouping and Routing Protocol，SGRP)、分層衛星路由算法(Hierarchical Satellite Routing Protocol，HSRP)等。雖然這些已有方法能夠勝任一般衛星網絡中的路由任務，但是因為它們完全立足于同樣的網絡拓撲假設，也就是，(1)衛星網絡拓撲結構的動態變化是可預測的；(2)意外發生鏈路中斷、節點失效的概率非常低，以 致可以忽略不計，所以在應用范圍上存在較大的局限性，對于預設比例(或預設數量)的衛星節點失效、星間鏈路頻繁中斷等惡劣網絡環境下的衛星組網問題無能為力。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題是：如何在預設比例(或預設數量)的衛星節點失效、星間鏈路頻繁中斷等惡劣網絡環境下實現衛星網絡路由技術，完成從源衛星節點到目的衛星節點的分組傳輸。

本發明所采取的技術方案為：

提出了一種適用于受限衛星網絡的路由方法，其具體步驟是：

①源衛星節點向目的衛星節點發送分組時，接收到該分組的第一衛星節點在緩存中存儲該分組并攜帶該分組按照自身的軌跡移動；設定第一衛星節點為當前攜帶分組的衛星節點；

②當前攜帶分組的衛星節點使用受限衛星網絡轉發算法選擇出下一跳衛星節點，并在當前攜帶分組的衛星節點同下一跳衛星節點相遇的時刻，當前攜帶分組的衛星節點將該分組轉發給下一跳衛星節點；

③如果該下一跳衛星節點為目的衛星節點，則完成分組傳輸；否則，將該下一跳衛星節點設定為當前攜帶分組的衛星節點并轉入步驟②。

其中，所述的步驟②中，使用受限衛星網絡轉發算法選擇下一跳衛星節點的具體步驟是：

21在預設周期內，當前攜帶分組的衛星節點根據初始拓撲結構 和轉發統計信息為它的每個出口鏈路生成鏈路狀態度量值，進而使用鏈路狀態分發方法將該鏈路狀態度量值擴散到整個受限衛星網絡；

22當需要選擇下一跳時，該當前攜帶分組的衛星節點由接收到的鏈路狀態度量值集合，拼接出衛星網絡拓撲視圖，然后使用Dijkstra算法在該拓撲視圖上計算得到下一跳衛星節點。

其中，所述的步驟21中的初始拓撲結構是衛星節點從地面站獲得的，該初始拓撲結構由衛星節點各出口鏈路處于打開狀態的時間段組成。

其中，所述的步驟21中，在預設周期內當前攜帶分組的衛星節點根據初始拓撲結構和轉發統計信息為每個出口鏈路生成鏈路狀態度量值的具體步驟是：

2101當前攜帶分組的衛星節點按預設周期，在初始拓撲結構的基礎上，結合自身記錄的分組轉發情況，更新各出口鏈路的轉發統計信息；

2102當前攜帶分組的衛星節點將轉發統計信息輸入負指數函數得到各出口鏈路的鏈路狀態度量值。

其中，所述的步驟2102中，轉發統計信息由鏈路連通概率、鏈路傳輸能力、鏈路平均等待時間和鏈路指向衛星的能量值經賦權相加得到。

其中，所述的步驟21中，使用鏈路狀態分發方法將鏈路狀態度量值擴散到受限衛星網絡具體步驟是：

2111當前攜帶分組的衛星節點將鏈路狀態度量值封裝成鏈路狀 態信息，并以鏈路狀態信息為表項生成鏈路狀態表；

2112當前攜帶分組的衛星節點和網絡中的其它衛星節點相遇時，它們立即交換各自的鏈路狀態表；

2113當前攜帶分組的衛星節點根據接收到的鏈路狀態表，更新自身的鏈路狀態表。