[发明专利]用于极轨道卫星网络快照的链路重分配方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到卫星网络领域，特指一种用于极轨道卫星网络快照的链路重分配方法，即利用可快速切换的星间相控阵天线技术，采用单独的快照划分事件(链路断开事件或链路建立事件)，沿着卫星运动方向进行链路重分配的方法。

背景技术

LEO卫星网络是采用多颗LEO卫星构成结构均匀、运动规则的LEO卫星星座，充分利用卫星的星上处理和星上路由功能，通过星间链路将星座构建为具有路由转发功能的互连网络。

卫星系统通常采用较为固定的星间链路分配方式，这也是导致传统快照划分方法所存在缺点的根源。现有的卫星链路分配技术不能有效解决卫星网络的快照路由性能问题，而地面的有线与无线网络链路分配方法也无法直接应用于极轨道星座LEO卫星网络中。

由于早期星载天线采用机械转动方式，难于实现大范围、快速的指向变化，当然也无法构建新的星间链路。随着相控阵天线在卫星上大量部署，星间链路分配与重新建立更加容易。当前，已有学者利用动态链路重分配方法来优化卫星网络性能，如自适应链路重分配以调整网络性能，最大化最小剩余容量链路。然而，上述研究均未考虑卫星网络的快照划分问题。因此，针对基于链路重分配机制的极轨道卫星网络快照优化方法进行研究具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够提高卫星路由稳定性、提高星间链路的利用率、降低平均端到端延时的用于极轨道卫星网络快照的链路重分配方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于极轨道卫星网络快照的链路重分配方法，其步骤为：

S1：选择触发链路重分配的事件；选择基于链路断开事件执行步骤S2，或者选择基于链路建立事件执行步骤S3；

S2：选取基于链路断开事件：根据非极区范围内卫星行的数目NLS_npa以及刚退出极区的卫星行LS_npa0所在卫星轨道序号的奇偶性不同，进入不同的链路重分配子流程；

S3：选取基于链路建立事件：

S301：当极区边界纬度值L_pa的二倍与相邻轨道间卫星相位夹角ω_f的商为整数时，即再根据非极区范围内卫星行的数目NLS_npa以及刚退出极区的卫星行LS_npa0所在卫星轨道序号的奇偶性不同，进入不同的链路重分配子流程；

S302：当极区边界纬度值L_pa的二倍与相邻轨道间卫星相位夹角ω_f的商不为整数时，即再根据非极区范围内卫星行的数目NLS_npa以及刚退出极区的卫星行LS_npa0所在卫星轨道序号的奇偶性不同，进入不同的链路重分配子流程。

作为本发明的进一步改进：在所述步骤S2中，根据奇偶性不同分成四个子流程：

当NLS_npa为偶数，LS_npa0为奇数时，进入子流程A1；从卫星行LS_npa0开始沿着卫星运动方向分配斜向链路直到该非极区中的最后一个卫星行，因而横向链路数目为0，并且此时的星间链路分配从奇数序号轨道开始；

当NLS_npa为偶数，LS_npa0为偶数时，进入子流程A2；从卫星行LS_npa0开始沿着卫星运动方向分配斜向链路直到该非极区中的最后一个卫星行，因而横向链路数目为0，并且此时的星间链路分配从偶数序号轨道开始；

当NLS_npa为奇数，LS_npa0为奇数时，进入子流程A3；从卫星行LS_npa0开始沿着卫星运动方向对偶数个卫星行分配斜向链路，直到该非极区中的最后一个卫星行；此时，最后一个卫星行分配横向链路，此时的星间链路分配从奇数序号轨道开始；

当NLS_npa为奇数，LS_npa0为偶数时，进入子流程A4；从卫星行LS_npa0开始沿着卫星运动方向对偶数个卫星行分配斜向链路，直到该非极区中的最后一个卫星行；此时，最后一个卫星行分配横向链路，此时的星间链路分配从偶数序号轨道开始。

作为本发明的进一步改进：在所述步骤S301中，根据奇偶性不同分成四个子流程：