[发明专利]基于中/低轨道卫星网络的可信路由方法

摘要

本发明公开了一种基于中/低轨道卫星网络的可信路由方法，解决现有技术增大通信开销，加大卫星计算量，并且不能满足路由的可信性要求的问题。本发明的具体实现步骤是，首先构建中/低轨道MEO/LEO双层卫星网络模型，划分拓扑快照，发送拓扑快照报告，生成低轨道LEO卫星层的综合链路信息报告，发送低轨道LEO卫星层的综合链路信息报告，然后对低轨道LEO卫星进行信任评估，构成可信网络拓扑，最后生成简易路由表，转发简易路由表。本发明有效地节省了MEO层卫星的存储空间，降低了通信开销，增强了路由的可信性。

主权项

1.一种基于中/低轨道卫星网络的可信路由方法，其步骤包括如下：(1)构建中/低轨道MEO/LEO双层卫星网络模型：(1a)利用卫星工具包STK搭建中轨道MEO卫星网络模型；(1b)利用卫星工具包STK搭建低轨道LEO卫星网络模型；(2)划分拓扑快照：(2a)将中/低轨道MEO/LEO双层卫星网络模型中的每一个中轨道MEO卫星，在其波束范围内的所有的低轨道LEO卫星作为一个组，将每组中的中轨道MEO卫星作为该分组的组管理者；(2b)采用拓扑快照划分方法，地面控制中心将中/低轨道MEO/LEO双层卫星网络模型的系统周期划分为多个拓扑快照；(2c)地面控制中心将多个快照存放到一个存有低轨道LEO卫星层拓扑信息的拓扑快照报告中；(3)发送拓扑快照报告：(3a)通过卫星与地面之间的星地链路，将地面控制中心连接到覆盖该地面控制中心的一颗中轨道MEO卫星；(3b)通过所连接的星地链路，将拓扑快照报告发送到覆盖地面控制中心的一颗中轨道MEO卫星；(3c)每一颗中轨道MEO卫星将接收的拓扑快照报告转发给与之相邻的中轨道MEO卫星；(4)生成低轨道LEO卫星层的综合链路信息报告：(4a)在每一个快照的初始时刻，每一颗低轨道LEO卫星收集各自外向链路的链路信息；(4b)采用链路报告生成方法，每一颗低轨道LEO卫星生成一个链路报告；(5)发送低轨道LEO卫星层的综合链路信息报告：(5a)通过两个卫星节点之间的星间链路，每一颗低轨道LEO卫星将链路报告发送给组管理者；(5b)每一个组管理者将接收的所有链路报告存放在一个综合链路信息报告中，将综合链路信息报告转发给相邻的中轨道MEO卫星；(6)对低轨道LEO卫星进行信任评估：(6a)每组的管理者从综合链路报告中抽取链路丢包率和链路拥塞率；(6b)每组的管理者将抽取出的链路丢包率和链路拥塞率存放到一个评估指标报告中；(6c)通过评估指标报告中的链路丢包率和链路拥塞率，按照下式，计算低轨道LEO卫星层每一条星间链路的信任值：T_(x,y)＝W_z×prl(x,y)+W_d×cor(x,y)其中，T_(x,y)表示卫星节点x和与之相邻的卫星节点y之间星间链路的信任值，T_(x,y)∈[0,1]，W_z表示链路丢包率的权重，prl(x,y)表示卫星节点x和与之相邻的卫星节点y之间星间链路的链路丢包率，W_d表示链路拥塞率的权重，cor(x,y)表示卫星节点x和与之相邻的卫星节点y之间星间链路的链路拥塞率，W_z+W_d＝1，W_z∈[0,1]，W_d∈[0,1]，∈表示属于符号；(6d)每一个组管理者将每一条星间链路的信任值添加到链路信任评估表中；(6e)每一个组管理者将链路信任评估表转发给与之相邻的中轨道MEO卫星；(7)构成可信网络拓扑：(7a)将两颗相邻卫星节点之间星间链路的信任值低于0.5的星间链路作为一条不可信链路；(7b)每一个组管理者删除链路信任评估表中的不可信链路，将剩下的星间链路所连接的卫星节点的拓扑快照存放在一个可信快照报告中；(7c)组管理者将可信快照报告传送给与之相邻的中轨道MEO卫星；(8)生成简易路由表：(8a)每一个组管理者以路径总时延为目标，利用迪杰斯特拉Dijkstra算法，计算自己组内的每一颗低轨道LEO卫星到其余所有低轨道LEO卫星的可信路径，并将计算结果添加到源路由表中；(8b)每一个组管理者抽取源路由表中的下一跳地址以及目的地址添加到简易路由表；(9)转发简易路由表：(9a)通过层间链路，每一个组管理者将简易路由表发送给自己管理的分组内的所有低轨道LEO卫星；(9b)每一颗低轨道LEO卫星接收组管理者发送的路由表，并按照此路由表中的下一跳地址将数据包转发给下一个卫星节点。