[發明專利]衛星系統和用于對衛星系統進行路由的方法

有效

• 申請號: 201910256530.5
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110324074B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: J·P·斯科特
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L45/48;H04L45/586
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

本公開涉及衛星系統和用于對衛星系統進行路由的方法。具體地，公開了利用虛擬路由區VRA對非對地靜止軌道NGSO系統進行移動路由的系統、方法以及裝置。所公開的方法包括以下步驟：為多個VRA中的各個VRA生成多個路由圖。各個路由圖用于不同時段，并且包括網關，和在與路由圖關聯的時段期間處在彼此視區和網關的視區內的衛星。該方法還包括以下步驟：為各個路由圖生成至少一個時間分片圖，其中，各個時間分片圖示出處在與時間分片圖關聯的路由圖上的至少一些衛星彼此之間的連接性。而且，該方法包括以下步驟，在各個時段期間，根據用于該時段的各個時間分片圖，建立衛星之間的通信。

技術領域

本公開涉及移動衛星系統中的流量(traffic)路由。具體來說，其涉及利用虛擬路由區(VRA：virtual?routing?area)對非對地靜止軌道(NGSO：non-geostationary?orbit)移動系統進行包流量路由。

背景技術

非對地靜止軌道(NGSO)系統采用處在低地球軌道(LEO：low?earth?orbit)或中地球軌道(MEO：medium?earth?orbit)的衛星星群，以相對于對地靜止軌道(GEO：geostationary?earth?orbit)衛星的高速掃過地球。因此，NGSO系統需要比GEO系統支持更多數量的終端(例如，地面天線)切換(handover)。另外，與其中終端切換僅由終端移動性(例如，波束切換)引起的GEO系統不同，NGSO系統必須支持多種類型的切換，包括但不限于，衛星間切換(由于衛星運動、地球自轉、和/或路徑優化)、網關間切換(由于地球自轉、用戶終端移動性、和/或路徑優化)、鏈路切換(由于鏈路中斷，這可能是由于節點和/或鏈路失效)、以及波束切換(由于衛星運動、地球自轉、波束偏斜、和/或用戶終端移動性)。

用于路由NGSO系統的當前解決方案采用：利用板載窄帶互聯網協議(IP)路由器(即，衛星上的路由器)的鏈路狀態路由。這種方法意味著板載路由器建立并保持與其鄰近路由器的鏈路，在運行時建立并保持鏈路狀態數據庫的同步，并且在運行時調制/解調并且檢查數據包，以便進行實時路由和轉發決策。因此，每當存在切換事件時，需要實時更新針對整個衛星網絡的路由。因為必須為各個切換事件更新整個網絡，并且因為NGSO系統連接性不斷變化，所以網絡管理系統必須為每次路由更新執行大量計算。由于鏈路狀態路由的可擴展性問題，因此，這種方法在規模上不超過幾百顆衛星和關聯鏈路。而且，該方法未提供用于解決用戶終端切換要求的高性能或可擴展的解決方案。

因此，需要一種改進的路由技術，其允許針對大型NGSO衛星星群的可擴展性并且符合用戶終端切換要求。

發明內容

本公開涉及利用虛擬路由區(VRA)對非對地靜止軌道(NGSO)系統進行移動路由的系統、方法以及裝置。在一個或更多個實施方式中，提供了一種用于對衛星系統進行路由的方法，該方法包括以下步驟：通過至少一個處理器，為多個虛擬路由區(VRA)中的各個虛擬路由區生成多個連接圖(稱為路由圖)。路由圖上的頂點(或節點)表示衛星、地面網關、終端(例如，用戶終端、航空終端、和/或海事通信終端)、和/或地基蜂窩天線/基站。并且，路由圖上的邊(即，節點之間的用于連接節點的線或鏈路)表示這樣的鏈路，即，該鏈路用于互連軌道面或星群內的衛星與衛星或橫跨軌道面或星群的衛星與衛星、衛星與終端、衛星與地基蜂窩天線/基站、衛星與VRA的地面網關，或其任何組合。在一個或更多個實施方式中，各個路由圖針對各個VRA用于不同時段。在至少一個實施方式中，各個路由圖針對各個VRA包括與和路由圖關聯的VRA關聯的網關，和在與路由圖關聯的時段期間處在彼此視區和網關的視區內的衛星。該方法還包括以下步驟：通過至少一個處理器為各個路由圖生成至少一個時間分片圖。在一個或更多個實施方式中，各個時間分片圖示出處在與時間分片圖關聯的路由圖上的至少一些衛星彼此之間的連接性。而且，該方法包括以下步驟，在各個時段期間，通過至少一個處理器根據用于該時段的針對各個VRA的各個時間分片圖，建立衛星之間的連接性。