[發(fā)明專利]衛(wèi)星系統(tǒng)和用于對衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行路由的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910256530.5
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110324074B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·P·斯科特
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

本公開涉及衛(wèi)星系統(tǒng)和用于對衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行路由的方法。具體地，公開了利用虛擬路由區(qū)VRA對非對地靜止軌道NGSO系統(tǒng)進(jìn)行移動(dòng)路由的系統(tǒng)、方法以及裝置。所公開的方法包括以下步驟：為多個(gè)VRA中的各個(gè)VRA生成多個(gè)路由圖。各個(gè)路由圖用于不同時(shí)段，并且包括網(wǎng)關(guān)，和在與路由圖關(guān)聯(lián)的時(shí)段期間處在彼此視區(qū)和網(wǎng)關(guān)的視區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星。該方法還包括以下步驟：為各個(gè)路由圖生成至少一個(gè)時(shí)間分片圖，其中，各個(gè)時(shí)間分片圖示出處在與時(shí)間分片圖關(guān)聯(lián)的路由圖上的至少一些衛(wèi)星彼此之間的連接性。而且，該方法包括以下步驟，在各個(gè)時(shí)段期間，根據(jù)用于該時(shí)段的各個(gè)時(shí)間分片圖，建立衛(wèi)星之間的通信。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)中的流量(traffic)路由。具體來說，其涉及利用虛擬路由區(qū)(VRA：virtual?routing?area)對非對地靜止軌道(NGSO：non-geostationary?orbit)移動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行包流量路由。

背景技術(shù)

非對地靜止軌道(NGSO)系統(tǒng)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(wèi)星星群，以相對于對地靜止軌道(GEO：geostationary?earth?orbit)衛(wèi)星的高速掃過地球。因此，NGSO系統(tǒng)需要比GEO系統(tǒng)支持更多數(shù)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(dòng)性(例如，波束切換)引起的GEO系統(tǒng)不同，NGSO系統(tǒng)必須支持多種類型的切換，包括但不限于，衛(wèi)星間切換(由于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)、地球自轉(zhuǎn)、和/或路徑優(yōu)化)、網(wǎng)關(guān)間切換(由于地球自轉(zhuǎn)、用戶終端移動(dòng)性、和/或路徑優(yōu)化)、鏈路切換(由于鏈路中斷，這可能是由于節(jié)點(diǎn)和/或鏈路失效)、以及波束切換(由于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)、地球自轉(zhuǎn)、波束偏斜、和/或用戶終端移動(dòng)性)。

用于路由NGSO系統(tǒng)的當(dāng)前解決方案采用：利用板載窄帶互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)路由器(即，衛(wèi)星上的路由器)的鏈路狀態(tài)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(yùn)行時(shí)建立并保持鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步，并且在運(yùn)行時(shí)調(diào)制/解調(diào)并且檢查數(shù)據(jù)包，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)路由和轉(zhuǎn)發(fā)決策。因此，每當(dāng)存在切換事件時(shí)，需要實(shí)時(shí)更新針對整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由。因?yàn)楸仨殲楦鱾€(gè)切換事件更新整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且因?yàn)镹GSO系統(tǒng)連接性不斷變化，所以網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)必須為每次路由更新執(zhí)行大量計(jì)算。由于鏈路狀態(tài)路由的可擴(kuò)展性問題，因此，這種方法在規(guī)模上不超過幾百顆衛(wèi)星和關(guān)聯(lián)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(kuò)展的解決方案。

因此，需要一種改進(jìn)的路由技術(shù)，其允許針對大型NGSO衛(wèi)星星群的可擴(kuò)展性并且符合用戶終端切換要求。

發(fā)明內(nèi)容

本公開涉及利用虛擬路由區(qū)(VRA)對非對地靜止軌道(NGSO)系統(tǒng)進(jìn)行移動(dòng)路由的系統(tǒng)、方法以及裝置。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于對衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行路由的方法，該方法包括以下步驟：通過至少一個(gè)處理器，為多個(gè)虛擬路由區(qū)(VRA)中的各個(gè)虛擬路由區(qū)生成多個(gè)連接圖(稱為路由圖)。路由圖上的頂點(diǎn)(或節(jié)點(diǎn))表示衛(wèi)星、地面網(wǎng)關(guān)、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(jié)點(diǎn)之間的用于連接節(jié)點(diǎn)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(nèi)的衛(wèi)星與衛(wèi)星或橫跨軌道面或星群的衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與終端、衛(wèi)星與地基蜂窩天線/基站、衛(wèi)星與VRA的地面網(wǎng)關(guān)，或其任何組合。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，各個(gè)路由圖針對各個(gè)VRA用于不同時(shí)段。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，各個(gè)路由圖針對各個(gè)VRA包括與和路由圖關(guān)聯(lián)的VRA關(guān)聯(lián)的網(wǎng)關(guān)，和在與路由圖關(guān)聯(lián)的時(shí)段期間處在彼此視區(qū)和網(wǎng)關(guān)的視區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星。該方法還包括以下步驟：通過至少一個(gè)處理器為各個(gè)路由圖生成至少一個(gè)時(shí)間分片圖。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，各個(gè)時(shí)間分片圖示出處在與時(shí)間分片圖關(guān)聯(lián)的路由圖上的至少一些衛(wèi)星彼此之間的連接性。而且，該方法包括以下步驟，在各個(gè)時(shí)段期間，通過至少一個(gè)處理器根據(jù)用于該時(shí)段的針對各個(gè)VRA的各個(gè)時(shí)間分片圖，建立衛(wèi)星之間的連接性。