[发明专利]一种基于链路预测和区域划分的星间路由抗毁方法

说明书

本发明属于卫星通信技术领域，涉及一种基于链路预测和区域划分的星间路由抗毁方法；所述方法包括当卫星出现周期性故障时，即故障出现在轨间链路且卫星处于极区时，则基于链路的通断规律确定故障恢复周期，提前更新故障链路；当卫星出现随机性故障时，根据故障的位置进行自治区域划分，执行路由抗毁策略；若故障出现在轨间链路且卫星不处于极区，则故障卫星向自身的邻居卫星进行单跳泛洪和区域融合；若故障出现在轨内链路，则故障卫星向同轨内的所有卫星进行区域广播。本发明对卫星间不同的运行状况和故障类型进行划分，采用不同的路由机制来提供当前网络情况下的最佳路径，降低路径计算的资源开销和路由环路，减少网络丢包。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种基于链路预测和区域划分的星间路由抗毁方法。

背景技术

近地轨道(LEO)卫星星座网络将是下一代通信基础设施的重要组成部分。使用卫星间链路(ISL)的低地轨道卫星星座网络可以不受地理障碍的影响，并且独立于地面基础设施。但无论是传统的地面网络，还是如今的卫星网络，路由算法的研究与选取始终位于重要的位置。

同时在卫星网络中，空间信息网络中的星上设备使用宇航级芯片，其计算能力、存储器容量等均受到很大限制，并且卫星网络运行环境的恶劣，都会导致卫星链路连接的不稳定，在链路发生故障后，需要立刻检测到故障链路位置，并在路由恢复技术中对故障情况采取应对措施以达到高效、及时恢复通信的目标。

常见的卫星网络抗毁路由技术有采用OSPF和RIP的全局泛洪的方式来处理卫星的故障信息，即当连接建立或改变时路由协议交互网络拓扑信息，重建路由表。但与地面网络相比，卫星网络具有高速移动的特性，导致网络拓扑快速变化，拓扑信息很快过期并且需要经常刷新。而该类算法本身的处理开销就很大，所以更难适用于卫星网络中。

而采用局部泛洪的代表为蚁群算法，该类算法才采用探测数据包的方法进行故障处理，在前往目的地的过程中将经过的卫星的故障信息收集并加入到探测数据包中，当到达目的点后再将探测数据包按原路返回同时进行路由计算。但由于卫星的高动态性，且探测的深度与卫星网络中的数量有关，所以难以保证计算的及时性。

因此，为保证卫星网络能够提供稳定可靠的通信服务，核心问题就是如何实现及时准确的链路故障预测和灵活高效的路由抗毁方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于链路预测和区域划分的星间路由抗毁方法，主要可以用于近地轨道(LEO)卫星星座网络之间，用于保证不同业务在卫星网络下，遇到链路故障时，仍能提供一种有效的路由路径并保证数据的稳定转发，并减少对星上资源的占有。

一种基于链路预测和区域划分的星间路由抗毁方法，所述方法包括：

当卫星出现周期性故障时，即故障出现在轨间链路且卫星处于极区时，则基于链路的通断规律确定故障恢复周期，提前更新故障链路；

当卫星出现随机性故障时，根据故障的位置进行自治区域划分，执行路由抗毁策略；若故障出现在轨间链路且卫星不处于极区，则故障卫星向自身的邻居卫星进行单跳泛洪和区域融合；若故障出现在轨内链路且无论卫星是否处于极区，则故障卫星向同轨内的所有卫星进行区域广播。

本发明的有益效果：

1.本发明基于卫星运动的周期性和规律性进行路由更新和路由判断，能够降低不同卫星在极区时频繁的信息交互，并避免由于全局泛洪导致的路由表无法即时更新的问题，同时当卫星出现随机性的链路故障时，仍能通过局部的泛洪，提供有效的路由路径，实现卫星网络资源的总体效益最大化。

2.本发明通过对卫星间不同的运行状况和故障类型进行划分，并采用不同的路由机制来提供当前网络情况下的最佳路径，降低路径计算的资源开销和路由环路，减少网络丢包。

附图说明

图1为本发明实施例的低轨卫星场景示意图；