面控制中屯、需要找到自己所在分簇内与自身有直接链路的一 颗卫星作为入口卫星，然后由该入口卫星按照所维护的分簇内路由表找到自己的负责分簇 的簇头节点之间的最优路径，并将数据包转发到该簇头节点。分簇a中负责分簇的簇头节 点收到数据包后，将其转发给分簇b中负责分簇的簇头，最后由该簇头查找到本分簇的出 口卫星节点，将其转发给该出口卫星节点，并最终由该出口卫星节点将其转发给分簇b的 地面控制中屯、。卫星节点与其他分簇的地面控制中屯、之间的通信与上述的过程类似。首先 该卫星节点将数据包发送到所在分簇负责的簇头节点，然后该簇头节点通过分簇间的链路 将其转发给目的分簇的簇头节点，然后由目的分簇的簇头节点找到所在分簇的出口卫星节 点，并将数据包转发给该出口卫星节点，最终由该出口卫星节点将其转发给目的分簇的簇 头节点。
[0038] (3)新的星座加入或退出：当星座内有节点加入或退出时，该星座的地面网关需 要重新计算受影响的部分路由表或重新选举簇头（新的簇头的选举仍采用图1和图2算法 进行）。该种拓扑变化一般可W在分簇内解决，不需要通知其他的分簇。即无需像传统网络 那样需要重新计算整个网络的路由表，只要计算新加入的卫星到网络中所有其他卫星节点 之间的最优传输途径即可。但当有新的星座加入或已有的星座退出时，需要通知管理者，并 由管理者的地面网关选举出簇头并计算分簇间的路由表。
[0039] W上所述仅是本发明的【具体实施方式】，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，该些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种分布式星群网络临时组网场景下的路由方法，其特征在于，包含以下步骤： (1) 分簇生成及网络初始化； 当有紧急事件发生需要临时组网时，参与该紧急事件的组织机构推选出一个管理者， 每个组织机构将自己所管理的星座系统中参与临时组网的卫星信息发送给该管理者，该管 理者在收到所有组织机构发送来的参与临时组网的卫星信息之后，将属于同一组织机构的 卫星看作是一个分簇；推选出的管理者所绑定的地面网关根据参与临时组网的卫星的运行 轨迹为每个分簇选出簇头，分簇之间的信息传输由簇头来完成； 计算出每个分簇的簇头并生成路由表，管理者将每个分簇的簇头和路由表信息分发给 各个星座的地面网关，非管理者的地面网关在收到这些信息之后，在管理者选出的簇头中 再选出一个用于分簇内通信的总簇头节点，总簇头节点计算分簇内所有卫星到各个簇头、 以及各个簇头到所有卫星之间的最优传输路径； (2) 数据包传输过程； 分簇内的数据包传输：当地面控制中心有报文发送给一颗或多颗卫星节点时，首先判 断是否可以跟所述卫星直接通信，若存在直接链路，则将报文直接发送给所述卫星；否则， 任意找到一颗当前与自身存在直接链路的卫星作为入口卫星，将报文发送给该入口卫星； 入口卫星收到报文之后，将其转发给与自身跳数最少的一个簇头节点，然后该簇头节点查 找路由表，将报文转发给分簇内的目的节点；当收集卫星节点监测到的信息时，分簇内的各 个卫星将自身收集的信息发送到所在分簇的总簇头节点，总簇头节点将收到的数据包进行 信息融合，将融合后的信息生成一个新的数据包发送给地面控制中心； 分簇间的数据包传输：当第一分簇的地面控制中心跟第二分簇的地面控制中心进行通 信时，首先第一分簇的地面控制中心需要找到自己所在分簇内与自身有直接链路的一颗卫 星作为入口卫星，然后由该入口卫星按照所维护的分簇内路由表找到自己的负责分簇的簇 头节点之间的最优路径，并将数据包转发到该簇头节点；第一分簇中负责分簇的簇头节点 收到数据包后，将其转发给第二分簇中负责分簇的簇头，由该簇头查找到本分簇的出口卫 星节点，将其转发给该出口卫星节点，并最终由该出口卫星节点将其转发给第二分簇的地 面控制中心； (3) 新的星座加入或退出； 当星座内有节点加入或退出时，该星座的地面网关重新计算受影响的部分路由表或 重新选举簇头；当有新的星座加入或已有的星座退出时，通知管理者，并由管理者的地面网 关选举出簇头并计算分簇间的路由表。
2. 如权利要求1所述的一种分布式星群网络临时组网场景下的路由方法，其特征在 于，簇头选举时，首先假定临时网络中的分簇一共有k个，输入临时分簇中的k个分簇，初步 设定为两个分簇之间只能进行直接通信； SlOl步骤，遍历整个分簇集合，遍历到当前分簇时记为i; S102步骤，对于SlOl中的每一个分簇i，再一次遍历整个分簇，遍历到当前分簇时记为j，使得分簇之间两两进行运算； S103步骤，初始化两卫星存在直接链路的时间长度Tmax= 0,两卫星等待相遇的时间为 T, , =OO. ??delay ， S104步骤，首先对于分簇i，从GEO层节点到LEO层节点的顺序开始遍历，记为Si,1; S105步骤，对于分簇i中的每一个节点S^1，遍历分簇j中的每一个节点，记为Sj,1; S106步骤，如果Si,i和Si之间存在直接链路的且链路时间长度大于当前的Tmax就执 行S107,否则，执行S108 ; S107步骤，将Si,i和S&i之间的直接链路存在的时间长度赋值给Tmax;设置Tdelay=O; 将Sia记为分簇i对分簇j通信的簇头，将SM记为分簇j对分簇i通信的簇头； S108步骤，如果Si,i和Si之间不存在直接链路，且它们相遇的等待时间小于当前的Tdelay;则执行S109,否则，不执行赋值； S109步骤，将当前时刻开始Si,i和Si之间相遇的等待时间赋值给Tdelay;将Si,i记为 分簇i对分簇j通信的簇头，将Sy记为分簇j对分簇i通信的簇头。
3. 如权利要求1所述的一种分布式星群网络临时组网场景下的路由方法，其特征在 于，路由表生成时，假定临时网络中的分簇一共有k个，输入临时分簇中的k个分簇；但不在 限制两个分簇之间只能进行直接通信； S201步骤，遍历整个分簇集合，遍历到当前分簇时记为i; S202步骤，对于S201中的每一个分簇i，再一次遍历整个分簇，遍历到当前分簇时记为j，使得分簇之间两两进行运算； 3203步骤，如果簇头(：^.和(^1直接存在直接链路，则执行3204，否则，执行3205; S2〇4步骤，Ci,」和CW直接通信； S205步骤，遍历整个分簇集，遍历到当前分簇时记为1 ; S206步骤，对于分簇1，如果簇头Ci,^ Cj,^C1,」之间存在直接链路，则执行S207， 否则，继续遍历分簇集； S207步骤，删除簇头Ci,」和Cm;由星座1簇头进行数据中转，并生成路由表，继续遍历。
4. 如权利要求1所述的一种分布式星群网络临时组网场景下的路由方法，其特征在 于，卫星节点与其他分簇的地面控制中心之间通信时，首先该卫星节点将数据包发送到所 在分簇负责的簇头节点，然后该簇头节点通过分簇间的链路将其转发给目的分簇的簇头节 点，然后由目的分簇的簇头节点找到所在分簇的出口卫星节点，并将数据包转发给该出口 卫星节点，最终由该出口卫星节点将其转发给目的分簇的簇头节点。
【专利摘要】本发明提出一种分布式星群网络临时组网场景下的路由方法，包含分簇生成及网络初始化、数据包传输以及新的星座加入或退出步骤，其中分簇生成及网络初始化步骤包含簇头选举和路由表生成步骤，数据包传输步骤包含分簇内的数据包传输和分簇间的数据包传输步骤，可以保证任务能被顺利、高效地执行。
【IPC分类】H04B7-185
【公开号】CN104767559
【申请号】CN201510160684
【发明人】孙玉娥, 黄河, 孙晨杰, 杨季文, 李凡长
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月7日