[发明专利]低轨卫星星座星间负载路由均衡方法及系统

权利要求书

1.一种低轨卫星星座星间负载路由均衡方法，其特征在于，所述低轨卫星星座星间负载路由均衡方法包括：

根据低轨卫星的星座构型将地球表面划分为多个覆盖区域；

根据所述星座构型建立流量模型；

根据所述流量模型得到多个所述覆盖区域的潜在拥塞值，根据所述覆盖区域的潜在拥塞值对星间负载路由进行区域分流，包括：

全网信息收集模块进行全网状态信息收集建立全网信息库；

基于全网信息库，链路代价计算模块根据所述星间负载路由的目的节点距离及所述星间负载路由的端到端链路状态，计算所述星间负载路由的节点转移概率，包括：

根据所述覆盖区域在所述地面信关站上方拥塞的程度设置站域，所述站域上方的卫星集合称为站域卫星，其余卫星为非站域卫星；分别计算不同覆盖区域的链路代价以用于后续多路径搜索，在所述多路径搜索时避免使用所述站域卫星作为中间节点，减轻所述站域的流量负载；

多径计算模块以所述星间负载路由的路径时延为约束进行所述星间负载路由的多路径搜索，得到所述星间负载路由的最优路径及所述星间负载路由的备选路径；

在多路径搜索结束后，全网各节点均将最优路径及备选路径写入路由表用于后续转发；

多径转发模块在所述星间负载的转发过程中根据当前网络状态使用“红绿灯”策略选择所述星间负载的下一跳；以及

随着数据分组转发的过程中网络状态不断变化，在转发过程中根据当前的网络状态对路径做出调整，选择合适的下一跳节点进行分流，从而实现负载均衡。

2.如权利要求1所述的低轨卫星星座星间负载路由均衡方法，其特征在于，在所述低轨卫星星座中，将不断运动的实际卫星一一映射为静态的虚拟卫星，并将每颗虚拟卫星与一个固定的覆盖区域进行绑定，当实际卫星运动时，其对应的虚拟卫星也会随之变化，卫星的数量与卫星星座构型有关，根据卫星的数量将地球表面划分为若干个覆盖区域，所述低轨卫星星座包含的卫星的数量为：

Num_total＝Num_orbit*Num_satperorb，

其中：Num_orbit代表所述低轨卫星星座的轨道的数目，Num_satperorb代表每个轨道的卫星数目；

所述低轨卫星星座的星座构型为walker72/6/3的π型星座构型，所述低轨卫星星座具有72颗低轨卫星，所述低轨卫星分布在6个轨道上，每个轨道上分布12颗所述低轨卫星，所述低轨卫星星座的相位因子为3，所述覆盖区域的数量为72个，所述覆盖区域为纬度及经度均为30°的区域。

3.如权利要求2所述的低轨卫星星座星间负载路由均衡方法，其特征在于，所述低轨卫星星座还包括若干地面信关站，每颗卫星都具有四条节点到节点的双工星间链路，所述双工星间链路用于连接该卫星的邻近卫星，其中的两条所述双工星间链路为连接同一轨道卫星的链路，另外两条所述双工星间链路为连接在两条轨道间的链路；

当卫星经过的极区上方为与轨道间反向缝处时，所述两条轨道间的所述双工星间链路关闭，且该卫星能够与其覆盖区域内的终端设备及地面信关站建立星地链路；

每颗卫星的各个链路的发射机中均配置参数一致的缓存队列，以临时存储即将转发的数据分组；

对不同目的节点的流量进行分类，将需要通过所述星地链路中的地面信关站下行并接入地面核心网的流量称为星地流量，通过所述双工星间链路传输而无需经过地面信关站传输的流量则称为端到端流量；

计算每个所述覆盖区域的静态设备密度指数，计算流量比例随时间变化情况，对不同类型的流量分别计算对应的两颗卫星间流量需求指数：

其中，d_ij为两颗卫星间距离，SDIi及SDIj为该两颗卫星分别对应的所述覆盖区域的静态设备密度指数，SGT为星地流量，设置星地流量系数γ＝0.5，γ＝2.0；设置端到端流量系数γ＝0.8，SST为端到端流量；

在所述卫星间流量需求指数基础上计算卫星间实时流量需求：

其中，A为全网全天流量总和，ρ_h为所述流量比例，所述流量模型中单位时间产生的数据分组服从泊松分布，由此可得卫星平均数据生成率为