[发明专利]基于GEO‑IGSO/MEO双层卫星网络的通信方法

摘要

本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种基于GEO‑IGSO/MEO双层卫星网络的通信方案与层间星际链路的建立方法。将MEO星群分为n簇，并选取GEO‑IGSO骨干网络中n个节点分别作为n个MEO簇的簇头。同簇内MEO节点之间可以直接通信，而不同簇内MEO节点通信需由骨干网络转发。本发明通过对用户终端接入信息的注册方案、同簇内MEO节点通信方案和不同簇内MEO节点通信方案设计，实现了移动用户终端通过GEO‑IGSO/MEO双层卫星网络的通信。通过固定分配表、资源预约表和自由分配表的发明了一种合理、高效的资源管理方法，实现了GEO‑IGSO/MEO双层卫星网络层间星际链路的高效重建，在保证系统在避免拥塞的情况下，实现了资源利用的最大化。

主权项

一种基于GEO‑IGSO/MEO双层卫星网络的通信方法，其特征在于：(1)用户终端接入信息的注册：从接入网节点接收到的用户接入信息通过骨干网星间链路传回地面信关站；所有用户终端接入的信息都保存至地面信关站总路由表，具体包括以下步骤：步骤1：首先UserA，通过链路，向其接入卫星节点MEO_A发送请求；步骤2：请求信息经MEO_A和GEO‑IGSO_A转发，传回北京主站；步骤3：北京主站查询总的路由表，返回UserC接入MEO_C的注册信息；北京主站返回的注册信息由GEO‑IGSO_A和MEO_A转发最终返回给UserA；(2)在GEO‑IGSO/MEO双层卫星网络中，MEO星座是具有本地交换功能的接入网络，GEO‑IGSO星座则是完成传输、交换和管理功能的骨干网络，MEO星座和GEO‑IGSO星座之间采用层间星际链路ILISL(Inter‑Layer Inter‑Satellite Link)连接；将MEO星座分为n簇，并选取GEO‑IGSO骨干网络中n个节点分别作为n个MEO簇的簇头；同簇内MEO节点之间可以直接通信，而不同簇内MEO节点通信需由骨干网络转发；所述双层卫星网络包括：1)5颗GEO卫星轨道参数如下，分别位于：东经58.75°、80°、110.5°、140°和160°；2)6颗IGSO卫星采用Walker Delta星座，轨道高度35800km，轨道倾角为55°，3个轨道平面的升交点围绕赤道均匀分布，其角距为120°；在每个轨道平面内，2颗卫星均匀分布，其角距为180°；3)27颗MEO卫星采用Walker Delta星座，轨道高度27878km，轨道倾角是55°，分布在3条近圆形的轨道上，每条轨道上分布9颗卫星；(3)GEO‐IGSO/MEO双层卫星网络层间星际链路建立方法，所述方法包括：1)每个簇头节点星上集中控制调度器中存放了固定分配表、自由分配表及资源预约表；2)在固定分配表和自由分配表中存放了本簇中所有簇成员MEO节点的ID号，在资源预约表中存放了进行资源预约的MEO节点的记录，每一个记录由MEO节点ID号及其对应的预约时隙数目组成；3)调度器的时隙分配是一帧一帧进行的，在每一帧的开始，调度器首先处理固定分配表，为簇内每个MEO节点固定分配一定数量的时隙；4)调度再处理资源预约表，以先到先得的服务方式为资源预约表中的MEO节点分配时隙；如果在资源预约表的头端存放的记录对应x个预约时隙数目，则给该地面站分配x个业务时隙，并将该记录从资源预约表中删除，此过程持续到资源预约表中没有记录；5)当资源预约表为空，调度器以轮询方式工作对自由分配表头端的MEO节点依次分配一个业务时隙，直到调度器指针挪到自由分配表的尾端，以此循环，直到将一帧内的时隙分配完毕；6)为了给予没有发出预约请求的MEO节点较高的剩余时隙分配优先级，当资源预约记录从资源预约表中删除时，其相应的MEO节点ID挪到自由分配表的尾端。