[发明专利]一种LEO/MEO双层卫星通信网络中的路由方法

权利要求书

1.一种LEO/MEO双层卫星通信网络中的路由方法，其特征在于，一颗MEO卫星负责为同一分簇内的LEO卫星提供数据转发和路由计算服务，根据源卫星与目的卫星的逻辑地址关系，计算通过LEO层进行路由需要的路由跳数后，与LEO层路由跳数门限值比较，决定是否通过MEO卫星进行路由转发；并实时检测网络中的拥塞情况与链路时延，通过MEO卫星节点以时延因子和拥塞因子作为权重，使用Dijkstra最短路算法，计算得到最优路由；包括如下具体步骤：

(1)逻辑地址初始化及分簇；为LEO/MEO双层卫星通信网络所有卫星节点分配一个逻辑地址，LEO卫星的逻辑地址为(L_i,L_j)，表示LEO层第L_i个轨道面的第L_j个卫星节点，MEO卫星的逻辑地址为(M_i,M_j)，表示MEO层第M_i个轨道面的第M_j个卫星节点，卫星的逻辑地址与卫星一一对应，将变化的LEO/MEO双层卫星网络拓扑视作由逻辑拓扑构成的网络；

(2)路由转发选择；如使用LEO卫星通信的路由跳数没超过LEO层路由跳数门限，则只在LEO层进行数据转发；如使用LEO卫星通信的路由跳数超过了LEO层路由跳数门限，则通过层间链路，将数据包传送到MEO层，通过MEO卫星，进行数据转发，并选择在能使路由的总代价最小的MEO卫星将数据包转发至LEO层，再通过LEO卫星将数据包转发至目的卫星；

其中，在LEO层进行数据转发时，将LEO卫星的链路状态信息和网络拥塞情况上传至分簇内的MEO卫星，MEO卫星通过层间链路交互链路状态信息和网络拥塞情况，更新链路状态和网络拥塞表，获得全局LEO卫星间链路的时延及拥塞状态，以时延因子和拥塞因子作为权重，通过在MEO卫星使用Dijkstra最短路算法进行实时路由计算，然后将计算好的路由表发送给LEO卫星，LEO卫星通过查表进行路由转发。

2.根据权利要求1所述的LEO/MEO双层卫星通信网络中的路由方法，其特征在于，所述LEO/MEO双层卫星通信网络由一层LEO卫星和一层MEO卫星构成；LEO卫星网络由N_l×M_l颗LEO卫星构成，包含N_l个轨道面，每个轨道面有M_l颗卫星，其逻辑地址为(L_i,L_j)，1≤L_i≤N_l，1≤L_j≤M_l；MEO卫星网络由N_m×M_m颗MEO卫星构成，包含N_m个轨道面，每个轨道面有M_m颗卫星，其逻辑地址为(M_i,M_j)，1≤M_i≤N_m，1≤M_j≤M_m；每颗LEO卫星选择连接保持时间最长的一颗MEO卫星建立层间链路，每个分簇由一颗MEO卫星和多颗LEO卫星构成。

3.根据权利要求2所述的LEO/MEO双层卫星通信网络中的路由方法，其特征在于，随着卫星运动，每颗MEO卫星负责的分簇会有LEO卫星加入和离开，当LEO卫星进入新的分簇时，需要向新分簇的MEO卫星发送包含自身编号信息的hello包，同时，MEO卫星会周期性检测当前分簇内的LEO卫星是否离开了当前分簇。

4.根据权利要求2所述的LEO/MEO双层卫星通信网络中的路由方法，其特征在于，所述链路状态信息包括链路正常和链路故障两种情况，若链路故障则链路无法进行数据转发，若链路正常则记录链路的时延信息；每颗LEO卫星将收集到的链路状态信息上传给所在分簇内的MEO卫星，MEO卫星间通过MEO层星间链路交换LEO卫星的链路状态信息；同时，每颗LEO卫星将周期性检测与邻居卫星之间的链路状态，一旦出现正常链路变为故障链路或故障链路变为正常链路，则通过层间链路更新链路状态；一旦正常链路当前的延时与上一次延时相差超过阈值，则通过层间链路更新链路的时延，其余时刻均视为链路状态不变。