[发明专利]面向LEO/GEO双层卫星网络的路由方法

说明书

面向LEO/GEO双层卫星网络的路由策略。本发明对现有卫星网络进行改善，提出一种针对LEO/GEO双层卫星网络的具有流量平衡能力、能够满足多业务、多等级用户的卫星网络路由策略，在相同业务前提下，保证了高等级用户数据包的优先发送；在相同等级用户的前提下，保证了高等级业务数据包的优先发送。设计了地域时域的热点影响因子，引导流量向非热点区域转移，实现了流量的负载均衡，减轻了热点区域卫星的压力，提高了网络的吞吐量。

技术领域

本发明涉及一种面向LEO/GEO双层卫星网络的路由方法，属于卫星通信技术领域。

背景技术

随着卫星返回信道和星上处理技术的新近发展，现在的卫星已经能够提供和地面站的双向通信服务，并且能够提供广泛的地理区域的覆盖和远程地面网络的互联。但是，空间信息资源有限、卫星链路连接不稳定使得卫星在支持高质量 QoS服务的业务中表现不足。另一方面，卫星网络具有高动态拓扑、地面用户分布不均匀等特点，网络负载容易失衡，会出现部分卫星拥塞而周围卫星未被充分利用的情况，增加了数据包的排队时延和丢失概率。本发明提出了一种面向 LEO/GEO双层卫星网络的路由策略，在数据传输时根据链路的代价优先选择代价小的链路，同时加入了多等级用户多业务类型的概念，对高优先级的业务优先处理，保证了重要信息的及时传播。由于代价小的链路通常也是非拥塞区域的链路，因此本发明具有较好的网络流量平衡能力，减少了拥塞情况的发生。

在以低轨卫星和高轨卫星组成的卫星网络体系架构中，低轨卫星具有处理能力有限、覆盖范围较小，与地面数据传输时延小的特点；高轨卫星相对低轨卫星虽然有较大的覆盖范围的优势，但也有传播时延较大的劣势。因此，如何有效合理的分配网络流量，如何结合LEO和GEO卫星各自的优势达到整个网络流量的平衡，提高卫星网络的吞吐量，对卫星网络通信具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种面向LEO/GEO双层卫星网络的路由方法，有效合理的分配网络流量，利用LEO和GEO各自的优势达到整个网络流量的平衡，提高卫星网络的吞吐量。

本发明提供的面向LEO/GEO双层卫星网络的路由方法，包括以下步骤：

步骤1：地面网络平台记录两LEO卫星节点链路代价最小的路由信息，以及两GEO卫星节点链路代价最小的路由信息，生成两卫星节点间的路由信息时，若其中一条链路已在选中的两条路由中出现，则确保之后选取的路由中不包含该链路；

步骤2：对路由表中的LEO卫星路由信息计算出链路代价总和并从低到高对路由信息进行排序，对路由表中的GEO卫星路由信息计算出链路代价总和并从低到高对路由信息进行排序，链路代价总和低的路由的优先级高；

步骤3：当数据包进入LEO卫星后，查看LEO卫星路由中最高优先级路由的路由信息，若该路由信息中的所有链路负载均不大于阈值θ₁，则选择最优路径传输，其中，当链路负载大于θ₁时为链路高负载，当链路负载高于θ₂时为链路拥塞，θ₂＞θ₁，进入步骤8，否则，进入步骤4；

步骤4：查看LEO卫星路由中最高优先级路由的路由信息中是否存在链路负载大于阈值θ₂的链路，若均不大于阈值θ₂且目前传输的是高优先级数据包，进入步骤5，否则进入步骤6；

步骤5：高优先级的数据包优先使用最优路径进行发送，低优先级的数据包则排在等待使用最优路径的队列尾部等待发送；进入步骤8；

步骤6：根据路由信息排列顺序，选择不包含链路负载大于阈值θ₁的最高优先级路由，进行数据的发送；若不存在这样的路由或者等待使用链路代价总和最高的路由的数据包所需等待的业务数超过预设的阈值，进入步骤7，否则进入步骤8；