[发明专利]一种低轨异构卫星网络路由方法及系统

说明书

本发明公开了一种低轨异构卫星网络路由方法及系统，通过对低轨异构卫星网络系统模型中传输的数据包进行初始化，得到数据包初始化状态，根据数据包初始状态循环遍历路径得到最佳路由路径，利用强化学习来降低拥塞，提高路径传输效率，达到异构卫星之间优势互补的目的，同时以均衡丢包率及端到端时延为目标，通过移动Agent解决卫星失效问题，从而进一步辅助路由计算，低轨卫星异构网络不仅可以充分利用低轨卫星的低通信延时优势，还能实现不同星座间资源整合，从而克服单层卫星通信覆盖能力不够高，以及各项性能不够佳的问题，所提方案符合未来的发展趋势，对于时延和丢包性能的均衡有显著改善，适用于日益增长的通信需求。

技术领域

本发明涉及到无线通信领域，涉及低轨卫星异构路由方案，具体涉及一种低轨异构卫星网络路由方法及系统。

背景技术

目前，随着通信需求的急剧增长和多样化，仅占地球表面2％的地面网络已经远远不能满足所需。出于铺设难度和成本价值的考虑，地面通信在应急通信，军事应用，以及其它诸多情景下仍然存在通信盲区。而卫星通信在覆盖范围、通信距离、通信质量、通信效果、信号配置和业务类型等方面都能对地面通信形成充分的补充。

从上个世纪九十年代到现在，卫星通信发展极为迅猛。其中，低轨卫星通信因具备可覆盖两极地区、低功耗、低时延、链路质量好，能更好的进行频率复用等优势脱颖而出。铱星就是一个典型的例子，作为当前主流的卫星通信，被广泛应用于各大场景。然而，空间异构组网的研究却相对很少。单层卫星通信毕竟存在局限性，不仅削减了覆盖能力，也限制了各种类型卫星的综合与实时应用，导致整体资源分布不合理，也存在通信设备重复建设的问题。

随着各种卫星通信系统的蓬勃发展，加上用户希望能随时随地接入卫星网络进行通信的需求，异构成为了发展的必然趋势。目前已有的异构方案普遍集中在多类型轨道异构网络，即中低高轨联合的异构网络，但是低轨卫星异构网络的研究几乎为零；要实现异构网络还存在许多问题，其中最典型的则是异构路由，异构网络容易带来丢包率增大的问题，目前的路由方法无法满足更高效的通信要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低轨异构卫星网络路由方法及系统，以克服现有技术的不足，本发明能够在克服卫星失效时降低链路堵塞概率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低轨异构卫星网络路由方法，包括以下步骤：

步骤1)、建立低轨异构卫星网络系统模型；

步骤2)、对低轨异构卫星网络系统模型中传输的数据包进行初始化，得到数据包初始化状态，根据数据包初始状态循环遍历路径得到最佳路由路径；

步骤3)、在最佳路由路径中，当低层卫星失效时，采用高层卫星代替该失效底层卫星，当高层卫星失效时，由移动Agent暂代该高层卫星，当下一颗同轨卫星运动到当前高层卫星位置时，移动Agent将路由表及数据包转交至当前高层卫星位置的高层卫星，从而实现低轨异构卫星网络路由。

进一步的，低轨异构卫星网络系统模型中低层卫星采用极轨道星座，高层卫星采用Walker星座。

进一步的，异构卫星网络系统模型中对于即将进入极区的卫星，关闭相邻轨间链路，提前开启横向跨轨链路；对于即将走出极区的卫星，提前关闭横向跨轨链路，开启相邻轨间链路。

进一步的，当高纬度跨轨卫星间距离比低纬度相邻轨间链路短，在高纬度地区增加横向跨轨链路ISL，低纬度地区采用斜向链路。

进一步的，在同一时刻，与同一颗高层卫星建立层间链路的低层卫星构成一个低层卫星组，该高层卫星作为组管理者，采取最长可见时间最为层间切换策略。