[發(fā)明專利]面向GEO/LEO雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡的抗毀路由方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611244097.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106713147B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 孫力娟;張勝東;周劍;韓崇;王娟;郭劍;肖甫;王汝傳
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L12/755
• 分類號: H04L12/755;H04L12/715
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李湘群

1.面向GEO/LEO雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡的抗毀路由方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟1：在地球表面將LEO衛(wèi)星劃分出若干個區(qū)域，在每個區(qū)域的中心放置一顆虛擬節(jié)點；每顆LEO衛(wèi)星按照距離最近原則選取作為自身所屬的虛擬節(jié)點，并上報給GEO進行注冊；

步驟2：當此LEO移動到該虛擬節(jié)點區(qū)域與下一個虛擬節(jié)點區(qū)域的重合區(qū)域時，則此LEO就與下一個虛擬節(jié)點的LEO建立連接，去比較雙方相對于下一個虛擬節(jié)點中心位置的距離，若此LEO的距離更小，則從下一個虛擬節(jié)點的原LEO處繼承下一個虛擬節(jié)點的虛擬節(jié)點信息，從而完成LEO與虛擬節(jié)點的切換；若此LEO的距離更大，則放棄該次切換，在等待t時間后再次尋找下一個虛擬節(jié)點并發(fā)起新的切換，若下一個虛擬節(jié)點的LEO出現(xiàn)故障或損毀，即無法聯(lián)系到下一個虛擬節(jié)點的LEO時，則此LEO立即向其所屬的GEO索取下一個虛擬節(jié)點的路由表等虛擬節(jié)點信息，并同時通報下一個虛擬節(jié)點的原LEO損毀，從而促發(fā)抗毀性重路由；

步驟3：虛擬節(jié)點注冊完成后，進入正常工作循環(huán)；

步驟4：每顆衛(wèi)星在每次收發(fā)數(shù)據(jù)包時都更新傳輸時延Td和發(fā)送隊列排隊數(shù)C；

步驟5：根據(jù)鏈路狀態(tài)評價公式計算出每條鏈路的狀態(tài)：

Cost_ij＝w₁*Td_ij+w₂*C_i；其中，Cost_ij為從衛(wèi)星i到衛(wèi)星j的鏈路狀態(tài)；Td_ij為此時刻從衛(wèi)星i到衛(wèi)星j的歸一化傳輸時延；C_i為衛(wèi)星i此時刻的歸一化發(fā)送隊列排隊數(shù)目；w₁和w₂則分別為數(shù)據(jù)包歸一化傳輸時延Td_ij、歸一化衛(wèi)星發(fā)送隊列排隊數(shù)C_i的系數(shù)，并對這些系數(shù)也做歸一化處理，并規(guī)定：w₁+w₂＝1；

步驟6：一旦鏈路狀態(tài)Cost大于上一次向GEO上報的Cost值并且當前的Cost值達到3個上升閾值θ₁、θ₂、θ₃中的某一個時，就立即觸發(fā)該衛(wèi)星向其所屬GEO上報該條鏈路狀態(tài)的變化信息；同理，當鏈路狀態(tài)Cost小于上一次向GEO上報的Cost值并且當前的Cost值達到3個下降閾值中的某一個時，也立即觸發(fā)該衛(wèi)星向其所屬GEO上報該條鏈路狀態(tài)的變化信息；

步驟7：GEO接收到鏈路狀態(tài)信息之后，立即向其他GEO同步此鏈路狀態(tài)的更新信息，以此來維持各自全局鏈路狀態(tài)表的統(tǒng)一；

步驟8：所有GEO根據(jù)更新后的全局鏈路狀態(tài)表，利用Floyd算法重新計算整個衛(wèi)星網(wǎng)絡的全局路由表，該算法同時維護著兩份二維表，一份是全局鏈路狀態(tài)FCost表，另一份是記錄最短路徑的路徑path表，初始狀態(tài)下FCost表中所存儲的每一個FCost_ij代表從衛(wèi)星i到衛(wèi)星j的鏈路狀態(tài)大小，即初始狀態(tài)下的FCost_ij其數(shù)值等于鏈路狀態(tài)評價模型的Cost_ij；path表中的path_ij代表從衛(wèi)星i到衛(wèi)星j需要經(jīng)過的路徑，具體計算時，首先將FCost表中所有不存在真實鏈路的位置設置為斷路狀態(tài)，即FCost值無窮大；然后依次選取全局鏈路狀態(tài)FCost表中的每一個衛(wèi)星節(jié)點k，去中轉(zhuǎn)任意的衛(wèi)星節(jié)點i：若不進行中轉(zhuǎn)的FCost_ij大于進行中轉(zhuǎn)的FCost_ik+FCost_kj，則將原有的FCost_ij更新為(FCost_ik+FCost_kj)的值，并同時將k添加進path_ij所存儲的數(shù)組中，使得原先從衛(wèi)星節(jié)點i到衛(wèi)星節(jié)點j的路徑，變?yōu)橄葟男l(wèi)星節(jié)點i到衛(wèi)星節(jié)點k，再從衛(wèi)星節(jié)點k到衛(wèi)星節(jié)點j，在所有衛(wèi)星節(jié)點都當過中轉(zhuǎn)節(jié)點對路徑進行優(yōu)化之后，此時的path表中所存儲的數(shù)組path_ij就是從衛(wèi)星節(jié)點i到衛(wèi)星節(jié)點j的最優(yōu)路徑，并且此最優(yōu)路徑path_ij所對應的路徑上FCost總和就是此時FCost表中經(jīng)過優(yōu)化更新之后的FCost_ij；

步驟9：各GEO將全局路由表分解成其所轄簇內(nèi)各LEO的路由子表，并分別向需要更新其路由表的LEO發(fā)送增量路由表更新信息；

步驟10：LEO接收到增量更新路由表信息之后，立即更新自身路由表，并使用新路由表進行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)；

步驟11：完成循環(huán)，轉(zhuǎn)到步驟3。