[发明专利]一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法

权利要求书

1.一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将网络拓扑表按照配置的时间片进行划分，在每个时间片内网络拓扑结构视为不变，根据网络拓扑结构，计算源节点和目的节点之间的多条路径，最后生成标签路由表；

地面管控系统将标签路由表连续发送到低轨卫星，卫星收到后校验、存储并向地面发送应答报文；当系统扩展至多星的星座时，卫星根据目的地址判别是否是自己的标签路由表，如果不是，则继续在同轨间转发；

当卫星接收到数据包时，判断该数据包的源节点是否是卫星，若不是则更新当前数据包的源节点和目的节点，否则直接读取当前数据包的目的节点地址，按照标签路由表的路径信息进行转发。

2.根据权利要求1所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，标签路由表的结构：若有m个地面信关站和n颗低轨卫星，则生成的标签路由表结构为(n+m)*(n+m)矩阵，记为矩阵A，元素A[i][j]表示卫星和卫星或卫星和信关站之间的通断状态与相互距离，标签路由表中A[i][j]＝A[j][i]。

3.根据权利要求2所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，对于矩阵A中的元素A[i][j]，当i、j均不等于(n+m)时，如果第i颗卫星和第j颗卫星没有通过星间链路直接相连，则矩阵元素A[i][j]和A[j][i]为0，如果通过星间链路连接，则A[i][j]和A[j][i]的值为星间链路的长度；

当i或j等于(n+m)时，如果存在第k颗卫星位于信关站的可视范围内，且k＜n+1，则A[n+m][k]和A[k][n+m]的值为信关站到第k颗卫星的距离；如果第k颗卫星位于信关站的可视范围之外，则矩阵元素A[n+m][k]和A[k][n+m]为0。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，在确定完时间片内整个网络的连通状态后，取时间片的中间时刻为取值点，计算出各链路的距离，并将其作为标签路由表的权值。

5.根据权利要求1所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，所述标签路由表中，源节点与目的节点间的路径至少有3条，并根据中间网络拓扑结构来计算多条备用最短路径，所述中间网络拓扑结构存储某一时刻的网络拓扑结构，根据当前拓扑图计算最短路由路径作为候选路由路径，将当前拓扑图随机选择两个点断开后计算当前最短路径作为候选路由路径的备用。

6.根据权利要求1所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，地面生成标签路由表及标签路由表的上注过程包括：

地面管控系统在每个时间片有效作用期结束之后，重新计算下一个时间片有效作用期内整个网络的标签路由表向卫星发出上注请求，当上注标签路由表与星上已存储标签路由表时间段存在重合，以上注标签路由表为准并覆盖星上存储标签路由表，卫星接受请求后应答；

地面管控系统收到应答进行路由报文分片，卫星采用CRC校验，根据分片偏移量存储相应表项后应答，对于传输过程中出错的分片，地面管控系统进行重传，卫星接收后应答；

标签路由表传输完毕，地面管控系统发送路由上注完成信息，卫星校验后应答。

7.根据权利要求1所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，卫星收到的数据包的源节点为地面用户时，将数据包的源节点更新为当前卫星，并通过源节点为卫星的方式进行数据包的转发，将数据包的源节点更新为当前卫星的过程包括：

地面用户传输数据包至卫星，卫星收到用户链路数据包，在用户链路数据包的帧结构头部增加交互标签，并将该卫星更新为数据包转发过程中的源节点，查看标签路由表将最近信关站作为目的节点，将更新后的源节点和目的节点地址写入数据包包头的交互标签。

8.根据权利要求1所述的一种基于交互标签的星间及馈电链路数据包转发方法，其特征在于，卫星作为源节点时，数据包的转发流程包括：

S1、卫星收到上一颗卫星传送的数据包；

S2、当前卫星读取该数据包的目的节点地址与标签路由表的路径信息，查询首选路径状态信息，判断该路径是否激活，若是，则进入步骤S4，若不是，则进入步骤S3；

S3、选择备选路径集并判断该路径集中是否有路径激活，若是，则进入步骤S4，若不是，则过程结束；

S4、根据路径决定下一跳，判断下一跳是否为信关站，若是，则删除数据包的交互标签，经馈电链路下行至信关站，若不是，则数据包转发到下一卫星后，返回步骤S2。