[發明專利]一種基于天地一體化網絡的通信方法

有效

• 申請號: 202110576226.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113316191B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 潘佳明;武文浩;章小寧;付偉達;姚雨迎
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W28/06
• 分類號: H04W28/06;H04W40/12;H04W40/22;H04W40/24;H04W76/34;H04L41/12;H04L45/02;H04L45/121;H04L45/00;H04L45/50
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種基于天地一體化網絡的通信方法，通過集中式管理模塊接受來自發送節點的通信請求并將該通信請求發送至控制模塊，通過控制模塊對通信請求進行網絡資源分配得到分配結果，并將該分配結果發送至集中式管理模塊，分配結果中為滿足請求指令則根據天地一體化網絡將發送節點處的數據包轉發至目的節點，并在數據包發送完畢后結束本次通信，分配結果中為不滿足請求指令則結束本次通信，且通過預設周期對天地一體化網絡進行網絡拓撲重建。實現了在天地一體化網絡的基礎上進行穩定可靠的有界低延時通信，并通過對天地一體化網絡進行網絡拓撲重建實現了失效鏈路銷毀和新建鏈路的更新，能夠更加適應時變特征明顯的空間網絡拓撲。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于天地一體化網絡的通信方法。

背景技術

近年來，世界迅速進入5G商用時代，以及在時間敏感型網絡和確定性網絡的基礎上，為車聯網、工業互聯網、無人機測控網和部分傳感器物聯網的實現提供了基礎通信協議和設施，然而因為無線通信和移動通信的爆炸性增長，現有的通信方式已經遠遠不能滿足實現大規模設備的有界低延時通信的要求，同時，由于現有通信方式常利用的地面網絡難以覆蓋海洋、偏遠山區、天空等地理范圍，以及地震、冰雪和臺風等惡劣自然災害很可能造成地面通信鏈路的失效，導致有界低延時通信的不穩定或中斷，而結合衛星網絡的天地一體化網絡能夠保證較高的帶寬傳輸和支持靈活的大規模組網，是實現廣域確定性網絡部署的可行手段。

在天地一體化網絡中，因衛星不同周期的高速運動、空間與地面設備的動態加入與退出、網絡承載業務隨時間的動態變化等，導致天地一體化網絡具有時變性，現有技術在基于天地一體化網絡進行通信時，存在衛星拓撲可靠性低、端到端時延長尾效應和數據包丟失等問題，難以實現利用天地一體化網絡進行穩定可靠的有界低延時通信。

因此，如何在天地一體化網絡的基礎上進行穩定可靠的有界低延時通信，是本領域技術人員有待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中無法在天地一體化網絡的基礎上進行穩定可靠的有界低延時通信的技術問題，提出了一種基于天地一體化網絡的通信方法。

本發明的技術方案為：一種基于天地一體化網絡的通信方法，包括以下步驟:

S1、通過集中式管理模塊接收來自發送節點的通信請求并將所述通信請求發送至控制模塊；

S2、通過所述控制模塊對所述通信請求進行網絡資源分配得到分配結果，并將所述分配結果發送至所述集中式管理模塊，判斷所述分配結果中指令是否為滿足請求指令，若是，則執行S3，若否，則結束本次通信；

S3、基于所述天地一體化網絡將所述發送節點處的數據包轉發至目的節點；

S4、所述數據包發送完畢后結束本次通信；

其中，通過預設周期對所述天地一體化網絡進行網絡拓撲重建。

進一步地，所述通過預設周期對所述天地一體化網絡進行網絡拓撲重建，具體包括以下步驟：

A1、在每一個所述預設周期結束時，通過所述天地一體化網絡中的所有衛星節點周期性廣播消息，所述消息中包含發射衛星節點當前時刻的位置坐標和發送消息時間戳；

A2、根據所述消息建立相鄰節點表，所述相鄰節點表中包含各所述衛星節點地址、各所述衛星節點的相鄰衛星節點地址、鏈路信息以及鏈路生成時間；

A3、基于所述相鄰節點表和地面網絡拓撲信息進行所述天地一體化網絡的網絡拓撲重建，所述網絡拓撲重建包括失效鏈路的銷毀和新鏈路的更新。

進一步地，所述通信請求包括業務流編號、業務流持續時間、發送節點地址和目的節點地址。

進一步地，所述步驟S2中的通過所述控制模塊對所述通信請求進行網絡資源分配得到分配結果，具體包括以下分步驟：