【技术实现步骤摘要】
本申请涉及空间卫星通信，特别是涉及一种geo和leo双层异构大规模星座的虚拟拓扑路由方法。
技术介绍
1、随着科技的发展，人们对带宽和通信质量的要求越来越高，地面上单一的光纤网络和移动通信系统已经不能满足行业应用需求。无论是企业、还是个人对建立一个可靠、快速、稳定的卫星网络的愿望越来越强烈。
2、卫星网络的构建大致经历了这几个时期，单层geo组网、单层leo组网和多层卫星组网。单层geo组网技术简单，但是对地面通信终端要求太高而且延迟太大。单层leo组网由于不能直接将地面上传统的分布式路由算法移植上去，所以采取了预存储的静态路由的方式。但是这种方式对拥塞、故障等实时情况的自适应性很差。因此，人们越来越多的将注意力投向了多层卫星组网技术。而且随着sdn思想的兴起，集中管控模式越来越受到人们的青睐。
3、卫星网络的路由算法受到多方面如拓扑动态变化、链路切换频繁、处理能力受限等因素的制约，这些制约对算法提出了更高的要求。
4、同其它地面异构网络不同，卫星星座系统的网络拓扑具有周期性和可预知性。卫星运动是围绕快速移动的，但它们的运动是周期的运动，网络拓扑结构的变化也是周期的。同时，由于卫星网络的可预知性，可以对将要建立的卫星链路进行预测。现有的路由算法基本都是基于当前的网络状态来进行的选路，而没有将将来的网络情况纳入考虑。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种geo和leo双层异构大规模星座的虚拟拓扑路由方法。
2、一种
3、在geo/leo卫星网络数据传输过程中，将geo/leo卫星网络系统运行周期离散化为多个时间片段。
4、根据可预测的网络信息为各节点卫星计算所有时间片段内的路由。
5、在每个时间片段内对geo/leo卫星网络采用分群管理策略和分簇管理策略进行层次化管理。
6、在每个时间片段开始阶段，对geo/leo卫星网络进行一次全网路由计算和更新。
7、在其中一个实施例中，在geo/leo卫星网络数据传输过程中，将geo/leo卫星网络系统运行周期离散化为多个时间片段，包括：
8、根据geo/leo卫星网络的周期性和可预测性，将geo/leo卫星网络系统的运行周期分为多个不等长的时间片段；每个不等长时间片段大于预设最小阈值；预设最小阈值至少能保证一次路由收敛。
9、在其中一个实施例中，根据可预测的网络信息为各节点卫星计算所有时间片段内的路由，包括：
10、在每个时间片段内，如果链路状态不改变，则进行路由；如果链路状态不改变，则不进行路由，等待下一时间片段再开始路由。
11、在其中一个实施例中，在每个时间片段内对geo/leo卫星网络采用分群管理策略和分簇管理策略进行层次化管理，包括：
12、在每个时间片段内采用分群管理策略，将leo划分管理群，由一颗geo作为群管理者来管理。
13、对于leo飞入极地与geo不可视情况，采用分簇管理策略使同轨道leo构成簇，确定一颗leo作为簇首来管理簇内卫星，簇首leo则加入到管理群中由群管理者geo直接管理。
14、在其中一个实施例中，在每个时间片段内采用分群管理策略，将leo划分管理群，由一颗geo作为群管理者来管理，包括：
15、在每个时间片段内采用分群管理策略，若leo卫星找出覆盖它的geo卫星不止一颗，则通过计算卫星星下点之间距离的方法和星下点距离最短原则，确定leo卫星的唯一管理者。
16、在其中一个实施例中，在每个时间片段开始阶段，对geo/leo卫星网络进行一次全网路由计算和更新，包括：
17、在每个时间片段开始阶段，leo卫星收集自身链路状态信息形成自身的链路状态信息。
18、如果leo卫星是极轨卫星，则通过轨内链路更新至簇首leo，簇首leo卫星收集自身和簇内其它卫星的链路状态信息，形成簇汇总链路状态信息，并汇报给管理者geo卫星。
19、如果leo卫星不是极轨卫星，则直接发送给所属群管理者geo卫星，geo卫星计算自身链路状态信息，并收集群成员leo的链路状态信息或簇的汇总链路状态信息，形成群汇总链路状态信息。
20、geo卫星之间交换链路状态信息，形成全网链路状态信息，并保存至链路状态信息表。
21、geo卫星根据全网链路状态信息，进行路由计算。
22、如果leo卫星是极轨，则geo卫星将路由信息下发至簇首，簇首将路由下发至极轨leo卫星。
23、如果leo卫星不是极轨，则geo卫星将路由信息下发至leo卫星。
24、leo卫星接收并保存自己作为源卫星节点的最优路径和次优路径信息，得到最优路由和候选路由，并存入路由表。
25、在其中一个实施例中，geo卫星根据全网链路状态信息，进行路由计算，包括：
26、geo卫星为群内leo卫星或管理的簇的leo卫星计算到所有leo卫星的路由，采用时延最小的原则，计算两个leo卫星之间的可能最优路径和次优路径。
27、在其中一个实施例中，geo卫星将路由信息下发至簇首，簇首将路由下发至极轨leo卫星，包括：
28、geo卫星将与群内有关或所管理簇的leo卫星作为源路由节点的最优路径和次优路径信息向各个节点发送出去，发送更新路线与收集链路状态信息相反。geo卫星计算自己作为中间节点的路由，得出最优下一跳和次优下一跳，形成路由表。
29、在其中一个实施例中，链路状态信息表中记录有当前节点与其他节点的连通链路信息以及节点之间的端到端时延。
30、在其中一个实施例中，路由表中记录有源节点、目的节点以及最优路径和次优路径信息。
31、上述geo和leo双层异构大规模星座的虚拟拓扑路由方法，所述方法包括：在geo/leo卫星网络数据传输过程中，将geo/leo卫星网络系统运行周期离散化为多个时间片段；根据可预测的网络信息为各节点卫星计算所有时间片段内的路由；在每个时间片段内对geo/leo卫星网络采用分群管理策略和分簇管理策略进行层次化管理；在每个时间片段开始阶段，对geo/leo卫星网络进行一次全网路由计算和更新。本方法结合分群、分簇管理策略实现geo/leo双层网络层次化管理，降低了节点之间的复杂关系，给路由的汇聚、计算和更新带来便利，能够对卫星网络性能进行较大提升。
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1.一种GEO和LEO双层异构大规模星座的虚拟拓扑路由方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在GEO/LEO卫星网络数据传输过程中，将所述GEO/LEO卫星网络系统运行周期离散化为多个时间片段，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据可预测的网络信息为各节点卫星计算所有时间片段内的路由，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个时间片段内对所述GEO/LEO卫星网络采用分群管理策略和分簇管理策略进行层次化管理，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每个时间片段内采用分群管理策略，将LEO划分管理群，由一颗GEO作为群管理者来管理，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个时间片段开始阶段，对所述GEO/LEO卫星网络进行一次全网路由计算和更新，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，GEO卫星根据全网链路状态信息，进行路由计算，包括：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，GEO卫星将路由信
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，链路状态信息表中记录有当前节点与其他节点的连通链路信息以及节点之间的端到端时延。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由表中记录有源节点、目的节点以及最优路径和次优路径信息。
...【技术特征摘要】
1.一种geo和leo双层异构大规模星座的虚拟拓扑路由方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在geo/leo卫星网络数据传输过程中，将所述geo/leo卫星网络系统运行周期离散化为多个时间片段，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据可预测的网络信息为各节点卫星计算所有时间片段内的路由，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个时间片段内对所述geo/leo卫星网络采用分群管理策略和分簇管理策略进行层次化管理，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在每个时间片段内采用分群管理策略，将leo划分管理群，由一颗geo作为群管...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏曼，王晓明，白鹤峰，胡瑞军，朱维各，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：
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