[发明专利]一种天地一体化信息网络的路由方法

说明书

本发明适用于通信网络技术改进领域，提供一种天地一体化信息网络的路由方法，包括：S1、天基网络基于时延的分布式自适应卫星路由算法；S2、地基网络基于双曲几何的贪婪路由策略，将网络拓扑映射到双曲空间，模拟网络生长逐步建立互联网的路由算法；S3、基于天基网络和地基网络在网络架构与设备性能等方面存在的差异，针对不同的应用场景灵活设计的天‑天、天‑地、地‑地设备之间的融合路由方案。该方法具有很低的空间和时间复杂度，能有效适应星上存储空间不足以及运算能力不足的环境。通过将地面网络拓扑嵌入双曲空间，并对网络域进行分层，有效解决了转发表规模指数膨胀问题，优化转发策略并提高了路由成功率，支持海量级网络标识空间。

技术领域

本发明属于通信网络技术改进领域，尤其涉及一种天地一体化信息网络的路由方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，人类由工业社会向信息社会迈进，与此同时，航天技术的飞跃也使太空成为各国战略部署的关键领域，人类不再仅仅将卫星发射至空间来执行单一任务，而是朝着网络化综合服务方向发展。地面偏远地区、海洋、空中等全球范围的互联网服务需求逐年增长，能够满足通信范围覆盖全球的天地一体化信息网络（Space-Terrestrial Integrated Networks, STINs）作为未来网络的发展趋势，引起了各个国家的广泛关注。

国内外关于天地一体化信息网络的相应技术研究已开展多年，实际应用投入巨大。美国国防部在2000年提出了全球信息栅栏项目（Global Information Grid, GIG），主要由地面层，航空航天层，近空间层和卫星层四层组成，是通信网络，传感器网络和运营网络的集成，目标是实现全球无缝通信以及信息资源共享，并预计在2020年实现端到端的无缝连接。之后，美国、英国以及欧洲各国都相继研发和发射了星座系统，如地球静止轨道（GEO）卫星系统变换卫星（TSAT），以及非地球静止轨道（NGEO）系统，如铱星（Iridium）、GlobalStar、OneWeb、SpaceX的星链（StarLink）计划等。目前，我国有近百颗在轨运行的空间飞行器，涵盖了导航、遥感、深空探测、载人航天等多个领域，“天地一体化信息网络”作为《“十三五”国家科技创新计划》的重大工程项目，其研究对于我国在未来全球网络空间的主权地位具有重大战略意义。

天基网络的覆盖范围极广，对于地面系统难以覆盖的偏远山区、沙漠、海洋、空中等地区的通信具有明显优势。由于人类大部分的活动仍以地面为主，因此各类卫星系统的研究与应用始终要与地面紧密结合。天地一体化信息网络的发展方向就是通过天基网络与地面网络的融合，实现海、陆、空各类用户之间信息的高效传输与共享。

天地一体化信息网络的建设面临着诸多挑战，包括合理的网络体系架构的设计、星座轨道的设计、组网技术、传输技术、网络管理与安全技术等。组网技术是实现处在天基部分的卫星网络与地面互联网异构互联的基础，而其中的路由问题就是建设有效的天地一体化信息网络所面临的关键挑战之一。