[發明專利]基于雙層衛星網絡的容遲容斷網絡自主路由技術

在審

• 申請號: 202011544324.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN114679210A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 張培穎;王超;龐雪
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于雙層衛星網絡的容遲容斷網絡自主路由技術，其特征在于：根據容遲容斷網絡體現出來的端系統，鏈路路徑和網絡結構三個特征，基于低軌衛星和地球同步軌道衛星雙層網絡架構，提出具體方案解決容遲容斷網絡在過境回傳，隱蔽通信和中斷續傳三方面應用面臨的問題。采用空間信息網絡節點相遇及鏈路變化規律，基于社會網絡特性的容遲容斷路由機制和網絡資源受限條件下消息傳輸調度三項核心技術，實現衛星網絡拓撲變化的時間/組劃分，路由過程，擁塞控制和自治策略等關鍵過程，最終實現容遲容斷網絡的自主路由策略。具體描述步驟如下：

步驟1，介紹低軌道衛星和地球同步軌道衛星的相關基礎知識，分析采用低軌道衛星和地球同步軌道衛星雙層網絡架構的必要性。

步驟2，由過境回傳，隱蔽通信和中斷續傳三種容遲容斷網絡的典型應用場景引出亟待解決的問題。

步驟3，核心技術空間信息網絡節點相遇及鏈路變化規律，基于社會網絡特性的容遲容斷路由機制和網絡資源受限條件下消息傳輸調度的實現方式。

步驟4，時間/組劃分，路由過程，擁塞控制和自治策略核心步驟的實現過程。

2.根據權利要求1所述的基于雙層衛星網絡的容遲容斷網絡自主路由技術解決方案，其特征在于，步驟1所述闡明容遲容斷網絡的應用環境。目前人造地球衛星有多種，按運行軌道劃分主要包括低軌道衛星、中軌道衛星、地球同步軌道衛星、高橢圓軌道衛星。本技術主要采用低軌道衛星和地球同步軌道衛星結合的雙層網絡架構，具體原因如下：

(1)低軌道衛星軌道高度最低，因此其傳輸時延較小，鏈路損耗也較低。由于其距離地面最近，所以其運行周期最短，與地面節點連接時間也最短，最容易出現鏈路中斷的情況。

(2)地球同步軌道衛星運行周期與地球自轉周期相同，由于距離地面較遠，其傳輸時延較高，但其相對地面靜止，覆蓋范圍大的性能對于容遲容斷網絡來說是巨大優勢。理論上需要3顆地球同步軌道衛星就可以覆蓋整個地球。

(3)為了適應容遲容斷網絡經常出現傳輸時延大，鏈路頻繁中斷，節點存儲能力有限等問題，結合使用低軌道衛星和地球同步軌道衛星雙層網絡架構對容遲容斷網絡進行管理。3顆地球同步衛星實現對全球的覆蓋，將地球同步軌道衛星覆蓋區域進行劃分管理組，將低軌道衛星分入不同的管理組，由低軌道衛星負責與地面節點的通信。

3.根據權利要求1所述的基于雙層衛星網絡的容遲容斷網絡自主路由技術解決方案，其特征在于，步驟2所述闡明容遲容斷網絡自主路由技術應用場景，并分別提出相應挑戰：

(1)過境回傳：低軌道衛星將境外偵查數據回傳時，地面基站可能不在其覆蓋范圍之內，此時數據將先緩存在低軌道衛星中，待低軌道衛星運行到境內基站上方時將數據進行回傳。此類應用對時延性能需求不大，但其要求較大的衛星節點存儲容量。

(2)隱蔽通信：地面網絡節點將加密信息上傳給低軌道衛星后立即下線，低軌道衛星通過天基網絡將加密信息傳遞給目標用戶。隱蔽通信的特點是數據量小，猝發性強，要求通信時間盡可能短，對鏈路時延性能要求較高。

(3)中斷續傳：由于衛星移動或者地面終端移動，人為破壞等原因造成傳輸鏈路中斷。待網絡節點移動到信號覆蓋范圍內可繼續完成數據傳輸。一般來說該類數據傳輸對鏈路可靠性要求較高，對時延性能要求不高。