[发明专利]一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法及其系统

权利要求书

1.一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.卫星即时延容忍网络DTN的建立：将一个近地球轨道LEO卫星网络内的所有卫星建立DTN网络，为每一颗卫星分配唯一的DTN节点号进行标识；

S2.地面逻辑区域的划分：根据所述DTN网络中的卫星的轨迹对地面进行逻辑区域的划分，每一个所述逻辑区域均唯一对应一颗卫星和唯一的星地网关，每一个所述星地网关均对应一个DTN节点号；

S3.多协议标签交换MPLS数据包生成：获取目标DTN节点号，将需要传输的数据包打上MPLS标签，生成所述MPLS数据包；

S4.标记交换路径LSP的建立：目标DTN节点号和源DTN节点号通过连接图路由算法CGR进行路径的计算，根据优先选择连通时间最长的路径的标准，获得最优路径，并根据标签分发协议LDP沿所述最优路径建立LSP；

S5.数据包的高速发送：通过所述LSP在LEO卫星网络中进行基于标签交换的所述MPLS数据包高速发送。

2.根据权利要求1所述的一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法，其特征在于，S2的具体内容为：

LEO层包括m个轨道平面、每个轨道平面包括n个卫星；将位于第i个轨道上第j个卫星记为S_i，j，其纬度和经度分别记为lat(S_i，j)和lon(S_i，j)；

将地球表面分割为m×n个所述逻辑区域，每个所述逻辑区域上方对应于一颗卫星，且每个所述逻辑区域相对地球均是静止的，在任意时刻均能够与上方的卫星保持通信；

每当一个所述逻辑区域上方当前的卫星离开当前区域时，所述逻辑区域将相关信息交给下一颗接替位置的LEO卫星；

每个区域的大小是第i个轨道上第j个卫星下方的逻辑区域记为L_i,j，其纬度和经度分别记为lat(L_i,j)和lon(L_i,j)，因此：

所以在任意时刻，每一个LEO卫星都唯一对应一个逻辑区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法，其特征在于，S3的具体内容为：

S31.检测数据包是否包含目标IP地址，获取目标DTN节点号；

S32.将所述数据包的源DTN节点号和所述目标DTN节点号作为源MPLS标签号和目标MPLS标签号，填入MPLS标签；

S33.补充MPLS标签，生成所述MPLS数据包。

4.根据权利要求3所述的一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法，其特征在于，S31的具体内容为：

检测数据包是否包含IP目标地址，若包含所述目标IP地址，则将所述目标IP地址所对应的星地网关的DTN节点号，作为目标DTN节点号；若不包含所述目标IP地址，则进一步解析所述数据包，获取目标DTN节点号；

5.根据权利要求1所述的一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法，其特征在于，所述MPLS数据包在传输、标签头出栈入栈的过程中，进行循环冗余码校验CRC字段的验证。

6.根据权利要求1所述的一种基于MPLS与DTN的LEO卫星网络通信方法，其特征在于，S4的具体内容为：

S41.在产生数据传输需求时，根据所述目标节点号与所述源DTN节点号通过CGR路由算法得到一条最优路径；

S42.第一个所述MPLS数据包通过所述最优路径发往目标节点；与此同时，根据LDP协议，标签转发的路径信息被所述最优路径上各节点收到，LSP建立完成；

S43.后续的所述MPLS数据包根据所述LSP完成传输。