利用关系矩阵和链路监测的低轨卫星网络路由方法

技术特征：
1.一种利用关系矩阵和链路监测的低轨卫星网络路由方法，其特征在于，地面sdn控制器将低轨道leo卫星网络拓扑映射为联通关系矩阵，每颗低轨道leo卫星定期监测与邻居卫星的星间链路状态，并与邻居卫星交互故障星间链路信息，该方法的步骤包括如下：步骤1，生成联通关系矩阵：(1a)生成低轨道leo卫星网络拓扑s＝<t
s
,g>，其中，t
s
表示一组卫星进出南北极圈与其相邻一组卫星进出南北极圈之间的时间间隔，g表示由所有低轨道leo卫星集合，以及卫星之间的通信链路集合组成的低轨道leo卫星网络的拓扑图；(1b)地面sdn控制器将低轨道leo卫星网络拓扑映射为一个m行n列的联通关系矩阵，该矩阵中的每行代表低轨道卫星网络的一颗卫星，每列表示该列所在行对应的低轨道leo卫星与其邻居卫星星间链路的状态；步骤2，发送联通关系矩阵：低轨道leo卫星与地面sdn控制器之间的星地链路，将联通关系矩阵信息发送到覆盖地面sdn控制器的一颗低轨道leo卫星，接收到信息的低轨道leo卫星将该信息转发给其邻居卫星；步骤3，监测星间链路状态：(3a)每颗低轨道leo卫星每隔t
lsd
的时间间隔，向邻居卫星节点发送链路状态探测lsd报文，当5*t
lsd
的时间间隔内，发送报文的卫星收到邻居卫星节点的链路状态探测lsd报文，则认定该发送报文的卫星的星间链路正常；否则，认定发送报文的卫星的星间链路有故障；(3b)将星间链路有故障的卫星与其在上一次5*t
lsd
的时间间隔的星间链路状态进行比较，若两次星间链路状态相同，则认定有故障的卫星的星间链路状态未发生变化；否则，认定有故障的卫星的星间链路状态发生变化；(3c)将联通关系矩阵中星间链路状态发生变化的卫星与其邻居卫星的星间链路的状态值均设置为0；步骤4，将故障星间链路信息向全网泛洪：有故障的低轨道leo卫星将其故障星间链路信息发送给每个邻居卫星，每个邻居卫星将其接收到的故障星间链路信息转发到其他邻居卫星中；步骤5，生成低轨卫星网络路由表：利用迪杰斯特拉dijkstra算法，分别计算每颗低轨道leo卫星与其余每颗低轨道leo卫星路径，得到该颗低轨道leo卫星的最短路径，并将最短路径存入路由表中；将每颗低轨道leo卫星与其余每个低轨道leo卫星最短路径中的尾节点，作为路由表的目的地址，将最短路径中的首节点作为路由表的下一跳地址，得到每颗低轨道leo卫星的路由表。2.根据权利要求1所述的利用关系矩阵和链路监测的低轨卫星网络路由方法，其特征在于：步骤(1a)中所述低轨道leo卫星网络是至少由m个低轨道leo卫星组成，该网络中所有的卫星均匀分布在n个轨道面上，每个轨道面上分布卫星的总数其中，m表示低轨道leo卫星的总数，10≤m≤100000，n表示轨道面的总数，6≤n≤12，该网络中的每颗低轨道leo卫星均距地面高度相同、倾角相等，每颗低轨道leo卫星的高度为在500≤h≤2000范围内选取的一个值，倾角为在0
°
≤θ≤90
°
范围内选取的一个值。

技术总结
本发明公开了一种利用关系矩阵和链路监测的低轨卫星网络路由方法，解决了现有技术由于星间链路故障，导致本地控制器的信令信息无法收发的问题，以及卫星网络规模变化导致的预置路由表失效的问题。本发明的实现步骤是：1、构建低轨道LEO卫星网络；2、生成联通关系矩阵；3、发送联通关系矩阵；4、监测星间链路状态；5、将故障星间链路信息向全网泛洪；6、生成低轨卫星网络路由表。本发明生成的低轨卫星网络路由表更能适应卫星网络规模的变化，可充分满足低轨卫星网络路由的可靠性需求。轨卫星网络路由的可靠性需求。轨卫星网络路由的可靠性需求。


技术研发人员：张琰 曹霄 马骁 惠蕾放 刘岩 田洲 楼大年 孟明 刘鸿雁
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/6/3