[发明专利]低轨卫星网络结构、组网方法以及控制器和介质

说明书

本发明涉及一种低轨卫星网络结构、组网方法以及控制器和介质，所述低轨卫星网络结构包括一个安装在地面的第一控制器和若干分布在地球低轨经线轨道的低轨卫星，其中，所述低轨卫星之间采用物理链路连接，所述第一控制器与所述若干低轨卫星中的过顶卫星进行通信，相互连接的低轨卫星之间能够进行通信。本发明简化了低轨卫星网络结构，大幅降低了系统部署成本，且提高了网络的灵活性。

技术领域

本发明涉及低轨卫星通信技术领域，尤其涉及一种低轨卫星网络结构、组网方法以及控制器和介质。

背景技术

低轨卫星网络是指由若干低地球轨道(Low Earth Orbit，简称LEO)低轨卫星构成的空间网络，低轨卫星轨道高度在距地500KM-1000km。随着卫星小型化的成功，低轨卫星的制造和发射成本持续降低，这使得利用低轨卫星组建空间内的交换网络成为可能。现有的低轨卫星网络的网络运作方式卫星按照某一特定的轨道排列，一颗卫星通常配置一个地面站，用户所持地面终端设备发送无线电并通过当前过顶的卫星进行一跳转发，从而实现用户和用户间的通信或用户对互联网的访问，例如铱星系统，如图1所示。

由此可知，现有的低轨网络系统中，卫星的管理控制由地面站完成，其管控需要卫星经过地面站上空才可进行，其余时间卫星需要有自治能力，自主完成网络转发任务，卫星间不具有或少量具有星间链路(如铱星系统上有2个实验用的星间链路)，尚不具有组网能力，地面站之间如需交互，必须租用既有的地面网络，但是，无论是全球部署地面站还是租用昂贵的带宽，都会造成巨大的成本消耗，增加维护难度，因此传统卫星网络设计不能有效实现成本控制，且网络灵活性差，进而影响网络运营收入。

发明内容

本发明目的在于，提供一种低轨卫星网络结构、组网方法以及控制器和介质，简化了低轨卫星网络结构，大幅降低了系统部署成本，且提高了网络的灵活性。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供了一种低轨卫星网络结构，包括一个安装在地面的第一控制器和若干分布在地球低轨经线轨道的低轨卫星，其中，

所述低轨卫星之间采用物理链路连接，所述第一控制器与所述若干低轨卫星中的过顶卫星进行通信，相互连接的低轨卫星之间能够进行通信。

进一步的，所述物理链路包括激光链路和无线电链路。

进一步的，所述低轨卫星网络结构的物理拓扑为晶格拓扑结构，首尾连接，包括多个环。

进一步的，还包括一个或多个安装在地面的第二控制器，用于在第一控制器故障时代替所述第一控制器与过顶的低轨卫星进行通信。

进一步的，每一所述低轨卫星上安装有网络交换模块和空间通信模块，其中，

所述网络交换模块用于接收所述第一控制器发送的控制平面的控制信息并转换为对应的控制指令发送给所述空间通信模块，以及接收所述第一控制器发送的数据转发控制信息并转换为对应的数据转发指令发送给所述空间通信模块；

所述空间通信模块用于根据所接收的控制指令向对应的卫星转发控制平面的控制信息，以及根据所接收的数据转发指令向对应的卫星或地面终端进行数据转发。

进一步的，所述网络交换模块包括控制平面管理接口、数据平面管理接口、管理进程单元和控制代理单元，其中，

所述控制平面管理接口分别与所述第一控制器和管理进程单元相连接，用于接收所述第一控制器发送的控制平面的控制信息并发送给所述管理进程单元；

所述数据平面管理接口分别与所述第一控制器和管理进程单元相连接，用于接收所述第一控制器发送的数据转发控制信息并发送给所述管理进程单元；

所述管理进程单元用于根据所接收的控制平面的控制信息生成或改写控制信息流表，根据所述接收的数据转发控制信息生成或改写数据转发流表，并将所述控制平面的控制信息和数据转发控制信息转发给所述所述控制代理单元；