專利名稱：一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是一個(gè)逐步完成的過(guò)程，不可能在建網(wǎng)初期將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星都發(fā)射升空，開(kāi)始可能只是某幾顆衛(wèi)星，后續(xù)衛(wèi)星不斷加入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于不斷擴(kuò)大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，需要收集和計(jì)算的信息越來(lái)越多，相應(yīng)的處理能力要求也就越來(lái)越高，但星上路由器的處理能力有限，無(wú)法象地面路由器那樣隨時(shí)進(jìn)行升級(jí)和更新。另外，收集整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息也會(huì)增加星間鏈路的負(fù)擔(dān)。如果采用傳統(tǒng)的方法僅由地面或衛(wèi)星計(jì)算星上路由表， 難以滿足實(shí)時(shí)通信的需求，對(duì)星上處理能力要求較高。因此在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中有必要設(shè)計(jì)一種計(jì)算路由表的方法，以滿足星上存儲(chǔ)能力及處理能力的要求。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的路由機(jī)制包括系統(tǒng)周期分割類型和覆蓋區(qū)域分割類型。這兩種路由都依賴于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的周期性和可預(yù)知性完成路由計(jì)算。系統(tǒng)周期分割類型路由計(jì)算通常由地面預(yù)先集中處理，衛(wèi)星不需要實(shí)時(shí)計(jì)算，僅需定時(shí)更新路由表；覆蓋區(qū)域分割類型無(wú)需預(yù)先進(jìn)行路由計(jì)算，需要CPU根據(jù)路由策略以及流量負(fù)載、故障等情況在星上實(shí)時(shí)選擇路徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，解決逐漸擴(kuò)大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)對(duì)星上路由器處理要求不斷提高的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中共有N顆衛(wèi)星，N為正整數(shù)，星上路由器中包括局部路由表和全局路由表，局部路由表和全局路由表中均具有N個(gè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的N顆衛(wèi)星，步驟如下(1)由星上路由器根據(jù)衛(wèi)星的最大處理能力選擇所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的K顆衛(wèi)星，K為不大于N的正整數(shù)；(2)由星上路由器判斷所述K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，如果在K顆衛(wèi)星之中有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，則由星上路由器計(jì)算到達(dá)該K顆衛(wèi)星中發(fā)生狀態(tài)變化的衛(wèi)星的最優(yōu)路徑，并且根據(jù)最優(yōu)路徑生成或更新局部路由表中的對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，所述局部路由表中含有N個(gè)表項(xiàng)，對(duì)應(yīng)所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中N顆衛(wèi)星；對(duì)于除去所述K顆衛(wèi)星之外的其余衛(wèi)星所對(duì)應(yīng)的N-K個(gè)表項(xiàng)，星上路由器僅給出可以到達(dá)的路徑，之后將局部路由表中所述K顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的K個(gè)表項(xiàng)的信息拷貝到全局路由表中，之后進(jìn)入步驟(3)；如果所述K顆衛(wèi)星中沒(méi)有衛(wèi)星狀態(tài)發(fā)生變化，則直接進(jìn)入步驟(3)；(3)由地面路由器判斷除去所述K顆衛(wèi)星之外的N-K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，若有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，則進(jìn)入步驟⑷；若沒(méi)有，則返回步驟⑵；(4)由地面路由器實(shí)時(shí)收集整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中N顆衛(wèi)星的狀態(tài)信息，根據(jù)狀態(tài)信息，地面路由器計(jì)算生成全局路由表中所述K顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的K個(gè)表項(xiàng)之外的路由信息，即生成了全局路由表。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(1)降低了星上處理要求。傳統(tǒng)的星上路由器在星上計(jì)算路由表時(shí)需要獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?，?jì)算復(fù)雜度高，本發(fā)明星上路由器只需要計(jì)算局部衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由，保證局部衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)內(nèi)路徑最優(yōu)， 全局路由表由地面路由器計(jì)算。隨著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大，路由計(jì)算的處理要求越來(lái)越高時(shí)，本發(fā)明只需要提高地面路由器的處理能力，降低了星上處理要求。(2)減輕了星間鏈路的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明星上路由器只收集局部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各衛(wèi)星的狀態(tài)信息，不必收集全網(wǎng)的狀態(tài)， 傳統(tǒng)的路由表生成方法星上路由器必須收集整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各衛(wèi)星的狀態(tài)。因此，本發(fā)明可減輕星間鏈路的負(fù)擔(dān)。(3)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淝闆r隨時(shí)升級(jí)、更新地面路由器。地面路由器計(jì)算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由，生成全局路由表。隨著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，可不斷更新、升級(jí)地面路由器的處理能力。(4)星上存儲(chǔ)兩個(gè)路由表，可互相備份。星上存儲(chǔ)局部路由表和全局路由表，局部路由表保證局部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)選擇的路徑最優(yōu)，全局路由表保證全網(wǎng)內(nèi)的路徑最優(yōu)，兩個(gè)表還可以起到互相備份的作用。


圖1為本發(fā)明方法流程圖；圖2為建立全局路由表過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括地面終端(包括地面源端與地面目的端)、地面網(wǎng)絡(luò)管理中心、地面路由器和星上路由器。其中，星上路由器與地面路由器共同完成整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由計(jì)算。地面網(wǎng)管中心完成用戶入網(wǎng)鑒權(quán)、記錄每個(gè)入網(wǎng)終端的虛擬地址，維護(hù)虛擬地址與IP地址對(duì)應(yīng)表、完成IP數(shù)據(jù)報(bào)目的端虛擬地址的查詢等功能。本發(fā)明中IP地址與虛擬地址的分配擬由地面網(wǎng)絡(luò)管理中心完成。首先，地面終端開(kāi)機(jī)時(shí)需要向地面網(wǎng)絡(luò)管理中心進(jìn)行入網(wǎng)注冊(cè)，根據(jù)自己的物理地址、虛擬地址申請(qǐng)IP地址，同時(shí)由地面網(wǎng)絡(luò)管理中心完成IP地址與虛擬地址之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)?shù)孛嬖炊擞袛?shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，首先向地面網(wǎng)絡(luò)管理中心發(fā)送查詢地址數(shù)據(jù)報(bào)，該數(shù)據(jù)報(bào)包含了地面源端IP地址、地面源端虛擬地址以及地面目的端IP地址。地面網(wǎng)絡(luò)管理中心收到查詢消息后，根據(jù)登記的IP地址與虛擬地址對(duì)應(yīng)信息，將地面目的端對(duì)應(yīng)的虛擬地址發(fā)送給地面源端。地面源端根據(jù)虛擬地址將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝為星上交換數(shù)據(jù)格式并發(fā)送出去，衛(wèi)星收到該數(shù)據(jù)后， 查詢衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表將數(shù)據(jù)交換給下一跳衛(wèi)星，直至將數(shù)據(jù)交換到地面目的端。本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中共有N顆衛(wèi)星，N為正整數(shù)，星上路由器中包括局部路由表和全局路由表，局部路由表和全局路由表中均具有N個(gè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的N顆衛(wèi)星，如圖1所示，步驟如下
(1)由星上路由器根據(jù)衛(wèi)星的最大處理能力選擇所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的K顆衛(wèi)星，K為不大于N的正整數(shù)；所述衛(wèi)星的最大處理能力是指該衛(wèi)星能夠同時(shí)收集并處理最多數(shù)量其他衛(wèi)星狀態(tài)信息的能力。例如某一顆衛(wèi)星可最多同時(shí)收集并處理網(wǎng)絡(luò)中5顆衛(wèi)星的狀態(tài)信息，那么可選擇K等于5。N為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中衛(wèi)星的數(shù)目，最初時(shí)N等于K，隨著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大， N也不斷增長(zhǎng)。(2)由星上路由器判斷所述K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，如果在K顆衛(wèi)星之中有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，則由星上路由器計(jì)算到達(dá)該K顆衛(wèi)星中發(fā)生狀態(tài)變化的衛(wèi)星的最優(yōu)路徑，并且根據(jù)最優(yōu)路徑生成或更新局部路由表中的對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，局部路由表中目的地為K顆衛(wèi)星的表項(xiàng)包含數(shù)據(jù)流的標(biāo)識(shí)、首選下一跳虛擬地址、首選輸出端口號(hào)、備選下一跳虛擬地址、備選輸出端口號(hào)；所述局部路由表中含有N個(gè)表項(xiàng)，對(duì)應(yīng)所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中N顆衛(wèi)星，如表1所示；對(duì)于除去所述K顆衛(wèi)星之外的其余衛(wèi)星所對(duì)應(yīng)的N-K個(gè)表項(xiàng)，星上路由器僅給出可以到達(dá)的路徑，局部路由表中目的地為K顆衛(wèi)星之外的表項(xiàng)包含數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)、可達(dá)下一跳虛擬地址、可達(dá)輸出端口號(hào)信息。之后將局部路由表中所述K顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的K個(gè)表項(xiàng)的信息拷貝到全局路由表中，之后進(jìn)入步驟(3)；如果所述K顆衛(wèi)星中沒(méi)有衛(wèi)星狀態(tài)發(fā)生變化，則直接進(jìn)入步驟(3)；表1星上局部路由表
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中共有N顆衛(wèi)星，N為正整數(shù)，其特征在于星上路由器中包括局部路由表和全局路由表，局部路由表和全局路由表中均具有N個(gè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的N顆衛(wèi)星，步驟如下(1)由星上路由器根據(jù)衛(wèi)星的最大處理能力選擇所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的K顆衛(wèi)星，K為不大于N的正整數(shù)；(2)由星上路由器判斷所述K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，如果在K顆衛(wèi)星之中有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，則由星上路由器計(jì)算到達(dá)該K顆衛(wèi)星中發(fā)生狀態(tài)變化的衛(wèi)星的最優(yōu)路徑，并且根據(jù)最優(yōu)路徑生成或更新局部路由表中的對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，所述局部路由表中含有N個(gè)表項(xiàng)，對(duì)應(yīng)所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中N顆衛(wèi)星；對(duì)于除去所述K顆衛(wèi)星之外的其余衛(wèi)星所對(duì)應(yīng)的N-K個(gè)表項(xiàng)，星上路由器僅給出可以到達(dá)的路徑，之后將局部路由表中所述K顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的K個(gè)表項(xiàng)的信息拷貝到全局路由表中，之后進(jìn)入步驟(3)；如果所述K顆衛(wèi)星中沒(méi)有衛(wèi)星狀態(tài)發(fā)生變化，則直接進(jìn)入步驟(3)；(3)由地面路由器判斷除去所述K顆衛(wèi)星之外的N-K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，若有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，則進(jìn)入步驟；若沒(méi)有，則返回步驟O)；(4)由地面路由器實(shí)時(shí)收集整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中N顆衛(wèi)星的狀態(tài)信息，根據(jù)狀態(tài)信息，地面路由器計(jì)算生成全局路由表中所述K顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的K個(gè)表項(xiàng)之外的路由信息，即生成了全局路由表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，其特征在于所述衛(wèi)星的最大處理能力是指該衛(wèi)星能夠同時(shí)收集并處理最多數(shù)量其他衛(wèi)星狀態(tài)信息的能力。
全文摘要
一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由表的生成與更新方法，步驟為(1)由星上路由器根據(jù)衛(wèi)星的最大處理能力選擇所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的K顆衛(wèi)星；(2)判斷K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)變化，如果發(fā)生變化則計(jì)算最優(yōu)路徑，并且根據(jù)最優(yōu)路徑生成局部路由表中的對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；對(duì)于其余N-K個(gè)表項(xiàng)，僅給出可以到達(dá)的路徑，之后將局部路由表中K個(gè)表項(xiàng)的信息拷貝到全局路由表中；(3)由地面路由器判斷N-K顆衛(wèi)星中是否有衛(wèi)星的狀態(tài)發(fā)生變化，若有變化，由地面路由器實(shí)時(shí)收集N顆衛(wèi)星的狀態(tài)信息且計(jì)算生成全局路由表中所述K顆衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的K個(gè)表項(xiàng)之外的路由信息。本發(fā)明可降低對(duì)星上的處理要求，局部路由表保證局部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)選擇的路徑最優(yōu)，全局路由表保證全網(wǎng)內(nèi)的路徑最優(yōu)。
文檔編號(hào)H04W84/06GK102404818SQ201110460918
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者周詮, 呼延烺, 崔濤, 張怡, 李敏奇, 李靜玲, 王洋, 黎軍 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所