[发明专利]一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法

权利要求书

1.一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)更新事件触发路由表更新：

(1a)在卫星网络中选取一个未被选择过的卫星；

(1b)所选卫星从其预先保存的全网星间链路通断状态中，统计卫星网络中任意一个卫星与其它每个卫星的星间链路通断状态，将所有通状态对应1，断状态对应0的星间链路状态组成连接矩阵；

(1c)所选卫星判断对应的虚拟节点是否发生变化，或所选卫星判断卫星网络中任意一个卫星与其它每个卫星的当前星间链路通断状态是否发生变化，若是，则执行步骤(1e)，否则，执行步骤(1d)；

(1d)所选卫星根据实际场景所设定的探测链路状态的时间间隔，以及卫星节点对应虚拟节点发生变化的时间间隔，发送路由控制报文HELLO探测链路状态变化，执行步骤(1c)；

(1e)所选卫星用变化的星间链路通断状态更新连接矩阵中对应元素的链路状态；

(1f)所选卫星从其预先保存的全网卫星运动轨迹中，实时获取卫星网络中每个卫星当前所处的经纬度，以地心为空间直角坐标系的原点，获得每个卫星所处经纬度在空间直角坐标系中对应的位置坐标；

(1g)所选卫星计算卫星网络中每个卫星与其星间链路状态为通的邻居卫星之间的当前星间链路距离，将所有星间链路距离组成距离矩阵；

(1h)结合星间链路距离组成的距离矩阵和星间链路状态组成的连接矩阵，生成虚拟节点拓扑矩阵；

(1i)所选卫星获取当前所处逻辑区域的虚拟节点的逻辑地址作为自身的逻辑地址；

(1j)所选卫星利用迪杰斯特拉Dijkstra算法，从更新后的虚拟节点拓扑矩阵中，选出当前虚拟节点与其他虚拟节点的最短路径和次短路径，将最短路径和次短路径存入路由表中，执行步骤(2)；

(2)接收数据包：

当卫星网络中任意一个卫星接收到其它卫星发来的数据包时，该接收卫星从接收到的数据包包头中解析其目的虚拟节点的逻辑地址；

(3)判断接收虚拟节点逻辑地址和目的虚拟节点逻辑地址是否相同，若是，则执行步骤(11)；

(4)确定主选下一跳和备选下一跳：

从路由表中，提取接收虚拟节点逻辑地址到目的虚拟节点逻辑地址的最短路径，将该最短路径的下一跳作为主选下一跳，提取接收虚拟节点逻辑地址到目的虚拟节点逻辑地址的次短路径，将该最短路径的下一跳作为备选下一跳；

(5)判断接收虚拟节点虚拟地址到目的虚拟节点虚拟地址是否同时存在主选下一跳和备选下一跳，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(11)；

(6)确定链路状态：

(6a)利用链路占用率公式，分别计算当前接收虚拟节点到主选下一跳和备选下一跳的链路占用率；

(6b)利用链路占用率阈值公式计算链路占用率阈值α；

(6c)将链路占用率小于α的链路状态确定为轻载状态，将链路占用率大于α的链路状态确定为拥塞状态；

(7)判断当前接收虚拟节点到目的虚拟节点的主选下一跳和备选下一跳的链路状态是否都为拥塞状态，若是，则执行步骤(8)，否则，执行步骤(9)；

(8)确定当前接收虚拟节点到目的虚拟节点的下一跳：

从主选下一跳和备选下一跳选择链路占用率最小的作为下一跳；

(9)判断当前接收虚拟节点到目的虚拟节点是否存在下一跳，若是，则执行步骤(11)，否则，执行步骤(10)；

(10)利用主备切换策略，确定当前接收卫星到虚拟节点卫星的下一跳，将数据包转发到下一跳；

(11)卫星路由拥塞避免结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法，其特征在于：所述步骤(1c)中卫星对应虚拟节点发生变化是指：卫星从一个逻辑区域切换到另外一个逻辑区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法，其特征在于：所述步骤(1c)中星间链路通断状态发生变化是指，满足以下条件的任意一种情形：

条件1：有任意卫星运动到地球的极地区域时，该卫星与相邻卫星节点之间的链路断开连接；

条件2：有任意卫星离开地球的极地区域时，该卫星与相邻卫星之间的链路重新建立连接；

条件3：所选卫星接收到路由控制报文UPDATE。