[发明专利]一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法，其具体实现步骤是：在卫星为接收到的数据包路由时，首先感知卫星对应虚拟节点的变化以及卫星预先保存的全网星间链路通断状态的变化，触发路由表更新，生成具有最短和次短路径的路由表；然后通过主备切换策略为数据包从主选和备选下一跳中确定下一跳，在主选和备选下一跳因重载均不可用的情况下，选择链路占用率较小的作为下一跳；本发明当卫星对应的虚拟节点切换时或星间链路状态变化时，触发路由更新，使路由具有抗毁能力，同时采用主备切换策略为接收到的数据包确定下一跳，使路由更有效的处理网络拥塞。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法。

背景技术

LEO卫星网络中的骨干节点均是低轨高速运动卫星，网络拓扑处于持续高速变化的状态，另一方面，由于全球区域用户分布不均匀，赤道和低纬度区域附近人口密集带来的流量需求较大，而极地区域与海洋区域对流量的需求较少，导致在流量需求较大区域出现网络拥塞，因此，现有的地面路由方法无法直接应用于卫星网络中，需要针对卫星网络的特征和拥塞问题，设计一种适用于LEO卫星网络的特定路由算法。

Ekici E,Akyildiz I F,M.D.Bender，在其发表的论文“A distributed routingalgorithm for datagram traffic in LEO satellite networks[J].IEEE/ACMTransactions on Networking,2002,9(2):137-147.”中提出一种基于虚拟节点的分布式路由方法，将动态的卫星网络转化为由一系列虚拟节点组成的静态网络，基于虚拟节点的逻辑地址进行路由，该方案将路由分为方向估计、方向修正以及拥塞处理三个阶段，方向估计阶段依据当前卫星的逻辑地址和目的卫星的逻辑地址，以路径跳数为代价度量获取下一跳转发方向，方向修正阶段依据路径长度对第一阶段的计算结果排序，得到最优和次优下一跳转发方向，拥塞避免阶段依据链路拥塞程度选择合适的下一跳转发方向。

该方案存在的不足之处是，当网络多个节点或多条星间链路出现故障，路由性能急剧下降，缺乏自适应抗毁能力，除此之外，该方案仅依据当前节点的链路拥塞情况而没有考虑下一跳节点的拥塞情况做拥塞避免，无法很好的处理网络拥塞。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法，具有在卫星为接收到的数据包路由时，能够及时感知链路状态的变化，作出路由调整，并且能够有效处理网络拥塞的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于虚拟节点的自适应抗毁卫星路由方法，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；