[发明专利]一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法

权利要求书

1.一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)划分全球低轨卫星星座系统组织结构；将终端用户、地面EPC核心网、卫星网络管理与控制系统划归为第一地址空间，将全球低轨卫星星座、地面关口站划归为第二地址空间；

(2)进行单一系统多平行地址空间独立编址；具体方法为：在第一地址空间中采用链路层MAC地址、网络层IP地址的编址方法，使用MAC地址和IP地址进行寻址转发；第二地址空间采用基于节点身份标识的编址方法，每个卫星节点、地面关口站使用分配的唯一NODE-ID进行寻址转发；当同一地址空间中的两个节点间的通信数据需要通过另一个平行地址空间中的节点转发时，将数据发送给当前能够接入的另一平行地址空间边界节点，数据在另一平行地址空间内的路由交换与寻址转发过程独立实现；

(3)搭建全球低轨卫星星座路由，具体方法为：为第一地址空间包括的终端用户、地面EPC核心网、卫星网络管理与控制系统分配MAC地址和IP地址，采用链路层MAC地址、网络层IP地址进行寻址转发；为第二地址空间中全球低轨卫星星座包括的卫星路由交换设备与地面关口站分配唯一的身份标识NODE-ID，其中，第二地址空间中全球低轨卫星星座包括的卫星路由交换设备与地面关口站没有按端口分配的MAC地址和IP地址；构建卫星-星下用户MAC映射表、域内路由表+星间馈电链路端口-邻居节点映射表、星下用户MAC-卫星逻辑信道映射表，实现卫星路由交换设备与地面关口站的数据路由交换与寻址转发。

2.根据权利要求1所述的一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法，其特征在于：所述的终端用户包括手持终端用户、宽带互联网用户，终端用户通过星地用户链路接入全球低轨卫星星座，再通过地面关口站接入地面EPC核心网，或者通过地面用户链路接入地面增强基站，再通过有线链路直接接入地面EPC核心网。

3.根据权利要求2所述的一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法，其特征在于：所述的全球低轨卫星星座包括的卫星路由交换设备，实现接入控制、无线资源分配、波束跨星切换时的资源调配、数据的路由与传输交换；地面关口站，实现卫星与地面EPC核心网间的接口业务协议适配与转换，星地业务数据、控制信息的转发；地面EPC核心网，实现用户注册、鉴权、移动性管理、话音与数据业务处理、计费功能；卫星网络管理与控制系统，实施卫星测控、卫星星座的管理控制。

4.根据权利要求1所述的一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法，其特征在于：所述的卫星-星下用户MAC映射表由地面EPC核心网生成并周期通告给第二地址空间中的每台卫星路由交换设备，包括各个卫星路由交换设备身份标识号、星下用户MAC地址列表。

5.根据权利要求4所述的一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法，其特征在于：所述的域内路由表包括当前卫星路由交换设备身份标识号、目的卫星路由交换设备身份标识号、下一跳卫星路由交换设备身份标识号，星间/馈电链路端口-邻居节点映射表包括当前卫星路由交换设备身份标识号、邻居卫星路由交换设备身份标识号、端口映射关系，星下用户MAC-卫星逻辑信道映射表由卫星路由交换设备生成，包括卫星路由交换设备身份标识号、星下用户MAC地址列表、用户占用逻辑信道号。

6.根据权利要求5所述的一种适用于全球低轨卫星星座的编址与路由方法，其特征在于：根据步骤(3)搭建的全球低轨卫星星座路由后，业务数据星上路由转发的方法为：

(1)假设卫星NODE-1的用户11与卫星NODE-3的用户31通信，控制用户11计算得到用户31的MAC地址，再按照卫星链路帧格式对需要传输的数据进行封装，并填写计算得到的目的MAC，将数据帧发送给卫星NODE-1；

(2)当卫星NODE-1接收到用户11发送的数据帧后，将卫星链路帧帧头目的MAC作为检索值，在卫星-星下用户MAC”映射表中查找得到用户31所在卫星的NODE-ID；

(3)控制卫星NODE-1在用户11发送的数据帧前添加包括目的NODE卫星NODE-3的内部帧头，得到数据包；

(4)控制卫星NODE-1将目的NODE作为检索值，在域内路由表中查找得到下一跳卫星NODE-ID-i；其中，i为正整数；

(5)将NODE-ID-i作为检索值，在星间/馈电链路端口-邻居节点映射表中查找，得到下一跳卫星的输出端口，并将数据包由输出端口输出至卫星NODE-ID-i；

(6)控制卫星NODE-ID-i收到转发数据包后，将目的NODE作为检索值得到其对应的下一跳卫星NODE-ID-j；其中，j为正整数且不等于i；控制卫星NODE-ID-i检索得到下一跳卫星NODE-ID-j对应的输出端口，将数据包由输出端口输出；

(7)重复步骤(6)直至目的NODE收到转发数据包；

(8)控制目的NODE去除卫星11添加的内部帧头，用目的MAC值在星下用户MAC-卫星逻辑信道映射表中检索查找，得到目的MAC占用的下行逻辑信道，将数据包通过对应逻辑信道的下行链路发送给最终用户31。