[發明專利]一種衛星網絡多徑傳輸方法及裝置

在審

• 申請號: 202110596899.8
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113543261A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 劉江;歐陽曼;張然;黃韜
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W84/06
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 宋教花;薛海波

本發明提供一種衛星網絡多徑傳輸方法及裝置，所述方法中基于軟件定義網絡和分段控制技術對全局子流進行追蹤、識別，基于衛星網絡在窗口時間段內的拓撲結構以及各類型業數據流的傳輸需求，基于最小化費用最大化流確定每個數據流的最優路徑，在全局維度上進行網絡管理和資源分配。在確定數據流的最優路徑后，直接以標簽棧的形式將傳輸路徑記錄在數據流的包頭信息中，在后續傳輸過程中各衛星節點基于標簽棧轉發數據，顯著降低了整個網絡的信令開銷，提高了傳輸效率。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，尤其涉及一種衛星網絡多徑傳輸方法及裝置。

背景技術

衛星網絡具有空間跨度大、覆蓋范圍廣、魯棒性高、抗毀能力強等優勢，在定位導航、應急通信、資源勘探和國家軍事戰略意義等方面有著不可或缺的作用。低軌衛星網絡由大量低軌道通信衛星組成星座，通過采用星間鏈路傳輸與地面中繼回傳等方式，實現全球海量用戶的無縫覆蓋。

隨著互聯網的快速發展，現代網絡設備通常配備多個硬件接口，可以通過在所有接口上聚合可用帶寬來滿足不斷增加的流量需求。但是低軌道衛星與地面保持著高速相對運動關系，對于地面用戶而言，網絡拓撲在不斷變化，因此地面終端需要頻繁地切換接入的衛星節點，這對衛星網絡傳輸層的穩定性和靈活性提出了挑戰。

現有技術中的多種傳輸協議雖然對多數據流、多宿主和移動性管理等問題進行解決，但并不考慮子流特性、鏈路情況以及寬帶資源等條件，不能適應低軌衛星網絡復雜物理環境引起的鏈路不穩定以及衛星高速運動引起的網絡不確定性或業務量的突然增加的問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種衛星網絡多徑傳輸方法及裝置，以消除或改善現有技術中存在的一個或更多個缺陷，用以解決高速運動變化的低軌道衛星在海量業務條件下傳輸不穩定、傳輸質量差的問題。

本發明的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種衛星網絡多徑傳輸方法，所述方法在軟件定義網絡控制器上運行，所述方法包括：

獲取衛星網絡的各衛星節點信息以及當前窗口時間段內各鏈路信息，所述衛星節點信息至少包括衛星IP和端口信息，所述鏈路信息至少包括鏈路穩定性信息、鏈路帶寬、鏈路持續時間，在所述窗口時間段內令所述衛星網絡拓撲關系不變；

獲取當前窗口時間段內由地面終端經入口衛星發送的第一數據流的包頭信息；

解析所述包頭信息，獲取所述包頭信息中記載的業務類型、該業務對時延的敏感度和對丟包率的敏感度、入口衛星IP、入口衛星端口號、出口衛星IP、出口衛星端口號以及身份密鑰信息；

將所述第一數據流的身份密鑰信息與流信息存儲表中記載的各前序數據流的身份密鑰信息進行對比；

若所述第一數據流的身份密鑰信息與其中一個或多個前序數據流的身份密鑰信息一致，則將所述第一數據流與相應的前序數據流進行關聯，將所述第一數據流的身份密鑰信息、入口衛星IP、入口衛星端口號、出口衛星IP和出口衛星端口號記入所述流信息存儲表中，根據各前序數據流的傳輸路徑和占用的帶寬計算各鏈路的剩余帶寬，將各鏈路的剩余帶寬更新為鏈路帶寬，基于最小化費用且最大化流計算所述第一數據流的最優路徑；

若所述第一數據流的身份密鑰信息與所有前序數據流的身份密鑰信息均不一致，將所述第一數據流的身份密鑰信息、入口衛星IP、入口衛星端口號、出口衛星IP和出口衛星端口號記入所述流信息存儲表中，基于最小化費用且最大化流計算所述第一數據流的最優路徑；

采用標簽棧標識所述最優路徑，將所述標簽棧寫入所述包頭信息后回傳至所述入口衛星，以供各衛星節點根據所述標簽棧以及各衛星節點存儲的本地標簽定義對所述第一數據流進行轉發。