[发明专利]一种基于分布式星群的空间信息网络组网方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式星群的空间信息网络组网方法，属于卫星通信领域。本发明包括以下步骤：确定基于分布式星群的空间信息网络的基本组成，基于分布式星群的空间信息网络包括分布式星群、地球同步轨道通信卫星、中/低轨卫星星座、临近空间飞行平台、飞行器构成、卫星地面站等各类型平台，以及各类型平台所携带的通信节点；设计多分布式星群的天基骨干网网络构型；设计星地、星间自适应传输体制；设计星地、星间路由组网协议；设计分布式星群任务调度方案。本发明将分布式星群引入空间信息网络的设计中，有效的提高了网络的轨位利用率、鲁棒性和功能模块的灵活性，能够我国空间通信网络建设提供技术支撑和理论基础。

技术领域

本发明属于卫星通信领域，尤其涉及一种空间信息网络的组网方法。

背景技术

分布式星群通过在同一空间轨道位置上，布设多颗异构任务卫星，实现分布式载荷联合协作的功能，具有轨位利用率高、合成波束覆盖范围大、支持柔性重构、在轨自愈、分布式联合计算等优点，能够克服我国空间信息网络建设过程中面临的空间同步轨道轨位资源匮乏、单星研制周期长、技术复杂度高、能力受限等问题。因此，着眼未来空间信息系统网络化服务需求，如何设计构建基于分布式星群的空间信息网络成为了亟待解决的关键问题。

目前，分布式星群网络的研究主要围绕路由方法、接入策略、资源管理方法等技术问题展开，且多数针对星群内部网络进行研究，涉及星群间组网和基于分布式星群的空间信息网络的较少，目前尚无有关基于分布式星群的空间信息网络组网方法的研究。

论文《基于分布式星群的空间信息网络体系架构与关键技术》(中兴通讯技术，2016)中，介绍了一种基于分布式星群的空间信息网络体系架构，并对多星共轨、星间高速互联、分布式自主协同、资源虚拟化等关键技术进行了说明，但是没有涉及基于分布式星群的空间信息网络的组网方法，且在网络组成上未考虑中/低轨道通信卫星星座。

发明内容

本发明针对我国空间信息网络建设中面临的空间频轨资源紧张和同步轨道大卫星平台受限等瓶颈性问题，提出一种基于分布式星群的空间信息网络组网方法，其具体步骤为：

S1，确定基于分布式星群的空间信息网络的基本组成；

S2，设计多分布式星群天基骨干网网络构型；

S3，设计星地、星间自适应传输体制；

S4，设计星地、星间路由组网协议；

S5，设计分布式星群任务调度方案。

所述的步骤S1，具体包括：

基于分布式星群的空间信息网络包括分布式星群、地球同步轨道通信卫星、中/低轨卫星星座、临近空间飞行平台、飞行器、卫星地面站等各类型平台，以及各类型平台所携带的通信节点；

所述的分布式星群及地球同步轨道通信卫星构成多分布式星群天基骨干网，共同承担远距离数据中继和业务节点接入的功能，其中每个分布式星群均由多颗功能异构的卫星组成，每个分布式星群占用地球同步轨道上的一个空间轨位；

所述的中/低轨卫星星座，用于提供宽带或窄带移动通信服务并实现全球覆盖，具有中近距离中继功能，能够作为天基骨干网的数据传输中继；

所述的临近空间飞行平台，用于向非地面网络覆盖区域提供通信接入服务，并与中/低轨卫星星座和天基骨干网进行通信；

所述的飞行器，作为通信终端，通过中/低轨卫星星座、分布式星群或地球同步轨道通信卫星接入空间信息网络；

所述的卫星地面站，分为固定式和机动式两类，用于实现天基网络和地基网络的信息互联，属于骨干通信节点；

所述的各类型平台所携带的通信节点之间，通过各自的通信链路相互连接，星地上下行链路采用微波链路进行通信，邻近空间平台、飞行器、卫星地面机动站采用微波链路进行通信。