一种基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统及方法，系统包括：通信连接的控制中心和低轨卫星网络，控制中心维护有上行转发表、邻居信息表、下行转发表及拓扑信息表，低轨卫星网络各卫星节点维护有节点侧上行转发表、节点侧邻居信息表及节点侧下行转发表；控制中心向低轨卫星网络的卫星节点发送邻居信息通告消息，以使各卫星节点基于邻居信息通告消息维护各自的节点侧邻居信息表和节点侧上行转发表；当低轨卫星网络中路径发生变化时，对应的卫星节点向控制中心发送邻居信息上报消息，控制中心基于邻居信息上报信息更新下行转发表和拓扑信息表，并向发出邻居信息上报信息的卫星节点返回邻居信息上报确认信息。信息的卫星节点返回邻居信息上报确认信息。信息的卫星节点返回邻居信息上报确认信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统及方法


[0001]本专利技术涉及卫星通行
，尤其涉及一种基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统及方法。

技术介绍

[0002]目前的低轨卫星网络路由建立方法有两种，一种是集中式更新路由，一种是分布式更新路由。集中式更新路由是在地面站预先部署时间片，进行路由表调用，能够有效地减少地面运控系统的工作量；时间片不部署到卫星，地面站使用路由上注的方式按时间片向卫星上注路由表，降低了对于卫星设备性能的要求，简化了路由决策流程。分布式更新路由是在卫星上部署优化的OSPF协议，可以实现域内网络所有卫星节点拥有一致的全网拓扑信息，节点自身可以使用Dijkstra算法计算到达目的节点的最短路径，除了实现以上OSPF的基本功能外，还可以通过设计拓扑预测机制避免不必要的路由收敛和加速必要的路由收敛。
[0003]现有的基于低轨卫星网络更新路由的方式中，集中式更新路由存在的问题是将星座网络和地面网络过于紧密的耦合在一起，如果要实现卫星覆盖全球，就要对应实现全球布站，实现难度较高；分布式更新路由存在的问题是每个卫星节点上都要存储全网链路状态信息，并且需要计算当前节点到全网其他节点的路径，再加上拓扑预测部分，星上负载较大，对卫星设备性能要求较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是如何实现控制中心与网络卫星节点间路由的维护更新，本专利技术提出了一种基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统及方法。
[0005]根据本专利技术实施例的基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统，包括：
[0006]控制中心，所述控制中心维护有上行转发表、邻居信息表、下行转发表及拓扑信息表；
[0007]低轨卫星网络，与所述控制中心通信连接，所述低轨卫星网络包括多个通信连接的卫星节点，每个所述卫星节点维护有节点侧上行转发表、节点侧邻居信息表及节点侧下行转发表；
[0008]所述控制中心向所述低轨卫星网络的卫星节点发送邻居信息通告消息，以使所述低轨卫星网络各卫星节点基于所述邻居信息通告消息维护各自的所述节点侧邻居信息表和节点侧上行转发表；
[0009]当所述低轨卫星网络中路径发生变化时，对应的所述卫星节点向所述控制中心发送邻居信息上报消息，所述控制中心基于所述邻居信息上报信息更新所述下行转发表和所述拓扑信息表，并向发出所述邻居信息上报信息的所述卫星节点返回邻居信息上报确认信息。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，发送邻居上报信息的所述卫星节点到所述控制中心沿
途经过的各卫星节点均基于收到的所述邻居信息上报消息，更新对应的所述节点侧下行转发表。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述控制中心包括：
[0012]第一信息处理模块，用于负责处理所述邻居信息通告消息和所述邻居信息上报消息的发送与接收，及用于向路由计算模块提供当前拓扑信息表作为计算数据路由时的输入，及用于向第一路由转发模块提供下行转发表作为下发数据路由时使用的通路；
[0013]第一路由转发模块，用于负责转发数据包；
[0014]路由计算模块，用于负责计算传输数据用的数据路由；
[0015]网络管理模块，用于负责收集和展示网络内信息；
[0016]所述卫星节点包括：
[0017]第二信息处理模块，用于负责处理所述邻居信息通告消息和所述邻居信息上报消息的发送与接收，及用于为第二路由转发模块提供上行转发表作为卫星节点邻居信息上报时使用的通路，及用于提供下行转发表作为下发数据路由时使用的通路；
[0018]第二路由转发模块，用于负责转发数据包。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述低轨卫星网络中路径发生变化包括：相邻卫星节点链路损坏及卫星节点损坏。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，，所述系统采用的网络协议包含：目的MAC地址、源MAC地址、帧协议号、数据帧以及帧校验序列；
[0021]所述数据帧的包含设备ID、端口号、控制中心ID、到控制中心的距离、存活时间以及结束标记。
[0022]根据本专利技术实施例的基于低轨卫星网络控制路由动态更新方法，所述方法采用如上所述的系统进行控制路由动态更新，所述方法应用于控制中心，所述方法包括：
[0023]向所述低轨卫星网络的卫星节点发送邻居信息通告消息，以使各所述卫星节点基于所述邻居信息通告消息维护更新邻居信息表和上行转发表；
[0024]接收所述卫星节点返回的邻居信息上报消息，基于所述邻居信息上报消息更新下行转发表和拓扑表，并向所述卫星节点返回邻居信息上报确认消息。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，向所述低轨卫星网络的卫星节点发送邻居信息通告消息，包括：
[0026]向所述低轨卫星节点网络中与所述控制中心直连的卫星节点发送所述邻居信息通告消息；
[0027]与所述控制中心直连的卫星节点发送至邻居卫星节点，所述邻居卫星节点向其他卫星节点发送，直至所述低轨卫星网络所有卫星节点接收到所述邻居信息通告消息。
[0028]根据本专利技术实施例的基于低轨卫星网络控制路由动态更新的控制装置，包括：
[0029]邻居信息通告消息处理模块，用于向低轨卫星网络的卫星节点发送邻居信息通告消息，以使各所述卫星节点基于所述邻居信息通告消息维护更新邻居信息表和上行转发表；
[0030]邻居信息上报消息处理模块，用于接收所述卫星节点返回的邻居信息上报消息，基于所述邻居信息上报消息更新下行转发表和拓扑表，并向所述卫星节点返回邻居信息上报确认消息。
[0031]根据本专利技术实施例的基于低轨卫星网络控制路由动态更新方法，所述方法采用如上所述的系统进行控制路由动态更新，所述方法应用于低轨卫星网络，所述方法包括：
[0032]接收控制中心发送的邻居消息通告消息，各卫星节点基于所述邻居消息通告消息维护邻居信息表和上行信息表；
[0033]当所述低轨卫星网络存在路径变化时，向所述控制中心发送的邻居信息上报消息；
[0034]接收所述控制中心返回的邻居消息上报确认消息。
[0035]根据本专利技术实施例的基于低轨卫星网络控制路由动态更新的配置装置，包括：
[0036]节点侧邻通告消息处理模块，用于接收邻居卫星节点发送的邻居消息通告消息，各卫星节点基于所述邻居消息通告消息维护邻居信息表和上行信息表；
[0037]节点侧上报消息处理模块，用于在所述低轨卫星网络中路径发生变化时，向所述控制中心发送的邻居信息上报消息，并接收所述控制中心返回的邻居消息上报确认消息。
[0038]本专利技术提出的基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统及方法具有如下优点：
[0039]在控制中心实时维护一张全网拓扑信息表，为数据路由的建立与故障恢复提供可信输入，有效降低数据路由弹性恢复时间；在全网实时建立并维护一套控制路由，保证控制中心与卫星节点双向互通的实时性与可靠性；自定义轻量的帧数据传输，有利于减轻卫星资源的负载，较快更新拓扑状态；路由计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统，其特征在于，包括：控制中心，所述控制中心维护有上行转发表、邻居信息表、下行转发表及拓扑信息表；低轨卫星网络，与所述控制中心通信连接，所述低轨卫星网络包括多个通信连接的卫星节点，每个所述卫星节点维护有节点侧上行转发表、节点侧邻居信息表及节点侧下行转发表；所述控制中心向所述低轨卫星网络的卫星节点发送邻居信息通告消息，以使所述低轨卫星网络各卫星节点基于所述邻居信息通告消息维护各自的所述节点侧邻居信息表和节点侧上行转发表；当所述低轨卫星网络中路径发生变化时，对应的所述卫星节点向所述控制中心发送邻居信息上报消息，所述控制中心基于所述邻居信息上报信息更新所述下行转发表和所述拓扑信息表，并向发出所述邻居信息上报信息的所述卫星节点返回邻居信息上报确认信息。2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统，其特征在于，发送邻居上报信息的所述卫星节点到所述控制中心沿途经过的各卫星节点均基于收到的所述邻居信息上报消息，更新对应的所述节点侧下行转发表。3.根据权利要求1所述的基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统，其特征在于，所述控制中心包括：第一信息处理模块，用于负责处理所述邻居信息通告消息和所述邻居信息上报消息的发送与接收，及用于向路由计算模块提供当前拓扑信息表作为计算数据路由时的输入，及用于向第一路由转发模块提供下行转发表作为下发数据路由时使用的通路；第一路由转发模块，用于负责转发数据包；路由计算模块，用于负责计算传输数据用的数据路由；网络管理模块，用于负责收集和展示网络内信息；所述卫星节点包括：第二信息处理模块，用于负责处理所述邻居信息通告消息和所述邻居信息上报消息的发送与接收，及用于为第二路由转发模块提供上行转发表作为卫星节点邻居信息上报时使用的通路，及用于提供下行转发表作为下发数据路由时使用的通路；第二路由转发模块，用于负责转发数据包。4.根据权利要求1所述的基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统，其特征在于，所述低轨卫星网络中路径发生变化包括：相邻卫星节点链路损坏及卫星节点损坏。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的基于低轨卫星网络控制路由动态更新系统，其特征在于，所述系统采用的网络协议包含：目的MAC地址、源MAC地址、帧协议号、数据帧以及帧校验序列；所述数据帧的包含设备ID、端口号、控制中心ID、到...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧肖，严晓云，文国莉，陈菲菲，张云峰，关涛，郝亘，王嘉熙，付磊，冯旭，李承延，陆洲，王洪超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：