[发明专利]一种基于虚拟节点的分布式GEO/LEO混合网络路由方法

权利要求书

1.一种基于虚拟节点的分布式GEO/LEO混合网络路由方法，其特征在于：所述方法以3颗GEO和66颗LEO形成的双层网络结构为基础实现的，其过程为：

步骤一、区域划分：根据经纬度将地球表面平均划分为72份逻辑区域，通过式(1)将LEO层卫星和所述逻辑区域建立联系，

m,p∈{0,…,N-1}，n,q∈{0,…,M-1}

{|lon_m,n-lon_p,q|≤15°∩|lat_m,n-lat_p,q|≤15°} (1)

其中，lon_m,n、lat_m,n分别代表卫星S(m,n)的经度和纬度；而lon_p,q,lat_p,q分别代表逻辑区域L<p,q>的经度和纬度；N表示LEO层卫星的轨道数，取值为6，M表示LEO层每条轨道上卫星的数量，取值为11；

步骤二、卫星分组管理：利用GEO将底层LEO卫星分为三组，每组成为一个LEO族，分组过程如下：

当LEO卫星D满足下面的关系式时，是属于GEO卫星B的分组的成员，

其中：

ψ表示GEO卫星B投影区覆盖面积的半边中心角，ψ通过式(3)计算，B′是GEO卫星B在地球表面上的投影点，R_E是地球半径，h_L是LEO的高度，B′D表示GEO卫星B在地球表面上的投影点和LEO卫星D的距离；∠B′OD表示GEO卫星B在地球表面上的投影点和地心的连线与LEO卫星D和地心的连线二者之间的夹角；

式中，R_E是地球半径，h_L是LEO的高度，h_G是GEO的高度，ε_min是GEO到LEO的最小射角；

在覆盖同一颗LEO的2颗GEO选择覆盖时间最长的GEO作为LEO接入的GEO；

步骤三、数据驱动：控制在LEO卫星收到通信业务时更新路由表；

步骤四、路由更新：采用步骤三的更新机制，其更新过程为：

搜集当前网络结构的状态信息，用传输时延信息作为所述状态信息，两颗相邻LEO卫星x，y之间的传输时延通过步骤一进行区域划分：x对应的逻辑区域<p,q>，y对应逻辑区域<l,s>，p,l∈{0,…,N-1}，q,s∈{0,…,M-1}，x,y∈66颗LEO，卫星x，y传输时延记录为Delay_pq→ls；

每个轨道上的LEO卫星首先将上述传输时延信息传给该LEO卫星所在轨道上的发言者，由每个轨道发言者之间传输各自总的时延信息，通过搜集到的整个网络结构的时延信息更新路由表；

步骤五、路由计算方法：

利用dijkstra算法根据步骤四中时延信息得到路由表，从路由表中查询源节点到目的节点的路径；利用查到的路径传输通信业务，在人口密集业务分布密集的地区提前设置传输门限值，

LEO卫星收到业务包的数量/LEO卫星的容限超过门限值时，Type-1类通信业务由备选路径传输；否则由查到的路径传输；

LEO卫星收到业务包的数量/LEO卫星的容限超过门限值时，Type-2类通信业务由当前LEO卫星转发到GEO层传输，否则继续通过LEO层使用查到的路径传输；

Type-1表示对延时敏感的业务包类型，用来传送对延时敏感的业务；

Type-2表示对延时不敏感的业务包类型，用来传送不需要实时传送的业务信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟节点的分布式GEO/LEO混合网络路由方法，其特征在于：在步骤五中，所述备选路径的确定过程为：

根据改进的最小跳路径确定备选路径，将地球分为三个区域，用权值来代替LEO卫星之间的实际距离，在区域1和区域3中将不同轨道间星间链路权值设为1，而区域2的不同轨道间 的星间链路设为2，所有同轨道间的星间链路的权值设为2；区域1是指北纬60度以外的区域，区域2是指北纬60度至南纬60度之间的区域，区域3是指南纬60度以外的区域；利用权值使用最小跳算法计算备选路径。