[发明专利]一种超大规模低轨卫星网络运维及资源管控方法

权利要求书

1.一种超大规模低轨卫星网络运维及资源管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、MEO卫星收集LEO卫星上报的地理位置信息；

步骤S2、MEO卫星根据LEO卫星的地理位置，对超大规模LEO卫星网络进行分层管理；所述分层管理包括分组管理和分簇管理；所述分组管理包括：

LEO卫星选择通信范围覆盖自身的最近的MEO卫星作为自身归属的MEO卫星，此时单个MEO卫星覆盖若干个LEO卫星，将这些LEO卫星作为一组，则对应的MEO卫星即为该分组的管理者；

所述分簇管理包括如下步骤：

步骤S2.1、每个LEO卫星节点将与自己一跳连接的邻居节点上报给MEO卫星；

步骤S2.2、MEO卫星基于自己分组下LEO卫星的位置信息及连接情况，由分组分簇的递阶分层算法计算分组内LEO卫星的分簇情况和簇头选取情况，选取各个簇头LEO卫星；

所述步骤S2.2中通过分组分簇的递阶分层算法计算分组内LEO卫星的分簇情况和簇头选取情况，选取簇头LEO卫星，具体步骤如下：

步骤S2.2.1、在位置服务辅助下，将包括LEO卫星运行轨道的外层空间划分成N个分布均匀的初始簇，其中初始簇个数N与每个MEO卫星覆盖的LEO卫星个数成正比；

步骤S2.2.2、选择LEO卫星密度最大的初始簇作为中心，合并周围8个初始簇；设定一个簇内最大LEO卫星节点数最大值为N_Max；建立簇时，按簇节点密度S_i从大至小的顺序依次并入周围的簇，合并的同时检查簇C_i的节点数目D_i，当D_iN_Max时，则跳过簇C_i，继续合并下一个簇；同时检查簇的边长比例，当簇C_i与簇C_j合并后边长尺寸超过预设分簇规模时，则取消合并；

步骤S2.2.3、合并结束后，簇内的每个LEO卫星节点计算出簇内其他节点到本节点的跳数，采用最小跳数法选取簇首LEO卫星；LEO卫星节点将位置信息上报给管理自己的MEO卫星，成簇进程和簇首选取过程在MEO卫星管理节点中执行，结束后传输给LEO卫星节点；

步骤S2.3、MEO卫星发送分簇结果至各个簇头LEO卫星，仅与簇头LEO卫星建立层间链路IOL（Inter-Orbit-Links）连接，簇头LEO卫星再将簇内的路由情况下发至各个簇成员LEO卫星；

步骤S3、簇成员LEO卫星周期性地将自己的状态信息上报给对应的簇头LEO卫星，由MEO卫星收集并相互交换得到全局信息。

2.根据权利要求1所述的一种超大规模低轨卫星网络运维及资源管控方法，其特征在于，所述步骤S1中LEO卫星上报的地理位置信息具体步骤如下：

步骤S1.1、MEO卫星广播ping信息至自己通信覆盖范围内的LEO卫星；

步骤S1.2、收到ping信息的LEO卫星返回ping信息给MEO卫星，则MEO卫星即可获取通信范围内LEO卫星的位置信息，包括经度、纬度和半径。

3.根据权利要求1所述的一种超大规模低轨卫星网络运维及资源管控方法，其特征在于，所述步骤S2.2.3中选取簇首LEO卫星的方法包括：

随机选取簇中的一个节点作为初始簇头，通过A*算法计算初始簇头到其他所有节点的总跳数；再随机选取并计算另一个节点到其他所有节点的总跳数；当总跳数小于初始簇头的总跳数时，则将该节点作为新簇头，否则簇头不变；依次遍历簇内所有节点。