[发明专利]基于双层卫星网络的容迟容断网络自主路由技术

权利要求书

1.基于双层卫星网络的容迟容断网络自主路由技术，其特征在于：根据容迟容断网络体现出来的端系统，链路路径和网络结构三个特征，基于低轨卫星和地球同步轨道卫星双层网络架构，提出具体方案解决容迟容断网络在过境回传，隐蔽通信和中断续传三方面应用面临的问题。采用空间信息网络节点相遇及链路变化规律，基于社会网络特性的容迟容断路由机制和网络资源受限条件下消息传输调度三项核心技术，实现卫星网络拓扑变化的时间/组划分，路由过程，拥塞控制和自治策略等关键过程，最终实现容迟容断网络的自主路由策略。具体描述步骤如下：

步骤1，介绍低轨道卫星和地球同步轨道卫星的相关基础知识，分析采用低轨道卫星和地球同步轨道卫星双层网络架构的必要性。

步骤2，由过境回传，隐蔽通信和中断续传三种容迟容断网络的典型应用场景引出亟待解决的问题。

步骤3，核心技术空间信息网络节点相遇及链路变化规律，基于社会网络特性的容迟容断路由机制和网络资源受限条件下消息传输调度的实现方式。

步骤4，时间/组划分，路由过程，拥塞控制和自治策略核心步骤的实现过程。

2.根据权利要求1所述的基于双层卫星网络的容迟容断网络自主路由技术解决方案，其特征在于，步骤1所述阐明容迟容断网络的应用环境。目前人造地球卫星有多种，按运行轨道划分主要包括低轨道卫星、中轨道卫星、地球同步轨道卫星、高椭圆轨道卫星。本技术主要采用低轨道卫星和地球同步轨道卫星结合的双层网络架构，具体原因如下：

(1)低轨道卫星轨道高度最低，因此其传输时延较小，链路损耗也较低。由于其距离地面最近，所以其运行周期最短，与地面节点连接时间也最短，最容易出现链路中断的情况。

(2)地球同步轨道卫星运行周期与地球自转周期相同，由于距离地面较远，其传输时延较高，但其相对地面静止，覆盖范围大的性能对于容迟容断网络来说是巨大优势。理论上需要3颗地球同步轨道卫星就可以覆盖整个地球。

(3)为了适应容迟容断网络经常出现传输时延大，链路频繁中断，节点存储能力有限等问题，结合使用低轨道卫星和地球同步轨道卫星双层网络架构对容迟容断网络进行管理。3颗地球同步卫星实现对全球的覆盖，将地球同步轨道卫星覆盖区域进行划分管理组，将低轨道卫星分入不同的管理组，由低轨道卫星负责与地面节点的通信。

3.根据权利要求1所述的基于双层卫星网络的容迟容断网络自主路由技术解决方案，其特征在于，步骤2所述阐明容迟容断网络自主路由技术应用场景，并分别提出相应挑战：

(1)过境回传：低轨道卫星将境外侦查数据回传时，地面基站可能不在其覆盖范围之内，此时数据将先缓存在低轨道卫星中，待低轨道卫星运行到境内基站上方时将数据进行回传。此类应用对时延性能需求不大，但其要求较大的卫星节点存储容量。

(2)隐蔽通信：地面网络节点将加密信息上传给低轨道卫星后立即下线，低轨道卫星通过天基网络将加密信息传递给目标用户。隐蔽通信的特点是数据量小，猝发性强，要求通信时间尽可能短，对链路时延性能要求较高。

(3)中断续传：由于卫星移动或者地面终端移动，人为破坏等原因造成传输链路中断。待网络节点移动到信号覆盖范围内可继续完成数据传输。一般来说该类数据传输对链路可靠性要求较高，对时延性能要求不高。