【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，屬于航天通信與空間組網。
技術介紹
1、低軌星座網絡具有節點數量多，網絡規模大的特征，典型的地面路由計算方法如dijkstra算法和floyd算法，其時間復雜度分別為o(n2)和o(n3)，考慮衛星網絡星上計算能力有限，當星座規模較大時，路由計算時間和網絡狀態變化時的路由收斂時間將大大增加，使得星座網絡無法正常通信。因此地面網絡中典型的路由計算方法難以直接應用到低軌星座網絡。
2、另一方面，通過傳統地面路由方法，任意一對源節點和目的節點之間只能得到1條最短路徑。考慮衛星節點間通信距離遠，通信鏈路捕獲跟蹤精度要求高，星間鏈路容易出現短時中斷，同時考慮日凌等現象，往往需要多條備路徑以保證星座網絡整體性能，而地面路由方法難以滿足需求。
3、已有的衛星網絡路由技術集中于系統設計層面，對具體的路由轉發算法缺少研究，大多沿用地面網絡的ospf協議和rip協議等，路由方法仍沿用dijkstra算法和floyd算法等典型算法，具備以上兩方面問題。針對典型低軌星座構型，未能充分利用衛星網絡拓撲特征和良好的對稱特性。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出了一種低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，以解決現有技術中低軌星座網絡路由計算復雜度高和無冗余備份路徑等問題。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，包括：p>
4、s1：判斷低軌星座中源節點與目的節點是否在同軌道面，若在同軌道面，則根據上述兩個節點位置，確定下一跳節點位置；若不在同軌道面，則執行s2；
5、s2：分別計算不跨第一軌道面和第m軌道面之間異軌連接情況下、跨第一軌道面和第m軌道面之間異軌連接情況下源節點與目的節點的路徑跳數，分別記為路徑跳數l1、路徑跳數l2；其中，m為低軌星座軌道面數；
6、s3：根據路徑跳數l1與路徑跳數l2的大小關系，分別計算最短路徑多轉發路由。
7、進一步地，步驟s1中，若低軌星座中源節點與目的節點在同軌道面，根據上述兩個節點位置，確定下一跳節點位置，具體方法為：
8、計算：
9、flag＝(n1-n2-(n-n1-n2))*(n1-n2)
10、式中，源節點為(m1,n1)，目的節點為(m1,n2)，n為每軌衛星數；
11、根據參數flag，確定下一跳節點位置：
12、1)若flag>0，路由表項數量為1，下一跳節點編號為(m1,mod(n1+1,n))；其中，mod運算定義為：
13、mod(x,n)＝x-kn,kn＜x≤(k+1)n且k為整數
14、2)若flag<0，路由表項數量為1，下一跳節點編號為(m1,mod(n1-1,n))；
15、3)若flag＝0，則進一步判斷：
16、若n1＝n2，則目的節點為源節點自身；
17、若n1≠n2，則路由表項數量為2，下一跳節點編號分別為(m1,mod(n1+1,n))和(m1,mod(n1-1,n))。
18、進一步地，步驟s2中，計算不跨第一軌道面和第m軌道面之間異軌連接情況下源節點與目的節點的路徑跳數l1：
19、l1＝min{m1-m2+n1-n2,m1-m2+n-n1-n2}
20、式中，源節點為(m1,n1)，目的節點為(m2,n2)，n為每軌衛星數；
21、計算跨第一軌道面和第m軌道面之間異軌連接情況下源節點與目的節點的路徑跳數l2：
22、l2＝min{m-m1-m2+q2-n1,m-m1-m2+n-q2-n1}
23、
24、式中，源節點為(m1,n1)，目的節點為(m2,n2)，n為每軌衛星數，f為相位因子，mod運算定義為：
25、mod(x,n)＝x-kn,kn＜x≤(k+1)n且k為整數。
26、進一步地，步驟s3中，若路徑跳數l1小于路徑跳數l2，計算得到最短路徑多轉發路由，計算方法為：
27、根據源節點位置(m1,n1)，目的節點位置(m2,n2)，進行如下計算：
28、若n1＝n2，路由表項數量為1，再比較m1和m2：若m1<m2，則下一跳節點編號為(m1+1，n1)；否則下一跳編號為(m1－1，n1)；
29、若n1≠n2，比較n1-n2和n-n1-n2，分為以下2種情況：
30、若|n1-n2|＝n-|n1-n2|，路由表項數量為3；比較m1和m2：若m1＜m2，則下三跳節點編號依次為(m1+1,n1)、(m1,mod(n1+1,n))和(m1,mod(n1-1,n))；否則下三跳節點編號依次為(m1-1,n1)、(m1,mod(n1+1,n))和(m1,mod(n1-1,n))；其中，mod運算定義為：mod(x,n)＝x-k·n,k·n＜x≤(k+1)·n且k為整數；
31、若n1-n2≠n-n1-n2，路由表項數量為2；比較m1和m2：若m1<m2，則下一跳節點1編號為(m1+1，n1)；否則下一跳節點1編號為(m1－1，n1)；再判斷(n1-n2-(n-n1-n2))×(n1-n2)，若(n1-n2-(n-n1-n2))×(n1-n2)>0，則下一跳節點2編號為(m1,mod(n1+1,n))，否則下一跳節點2編號為(m1,mod(n1-1,n))。
32、進一步地，步驟s3中，若路徑跳數l1大于路徑跳數l2，且n1＝q2，計算最短路徑多轉發路由：
33、路由表項數量為1，比較m1和m2，下一跳節點分為以下2種情況：
34、1)若m1<m2，判斷m1的值：
35、若m1＝1，則下一跳節點編號為(m,mod(n1-f,n))；否則下一跳節點編號為(m1-1,n1)；
36、2)若m1>m2，判斷m1的值：
37、若m1＝m，則下一跳節點編號為(1,mod(n1+f,n))；否則下一跳節點編號為(m1+1,n1)。
38、進一步地，步驟s3中，若路徑跳數l1大于路徑跳數l2，且n1≠q2，計算最短路徑多轉發路由：
39、比較n1-q2和n-n1-q2，分為以下2種情況：
40、1)n1-q2＝n-n1-q2，路由表項數量為3；其中，下一跳節點1和2編號分別為(m1,mod(n1+1,n))和(m1,mod(n1-1,n))；
41、再比較m1和m2，下一跳節點3分為以下2種情況：
42、若m1<m2，判斷m1的值：若m1＝1，下一跳節點3編號為(m,mod(n1-f,n))；否則下一跳節點3編號為(m1-1,n1)；
43、若m1>m2，判斷m1的值：若m本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟S1中，若低軌星座中源節點與目的節點在同軌道面，根據上述兩個節點位置，確定下一跳節點位置，具體方法為：
3.根據權利要求1所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟S2中，計算不跨第一軌道面和第M軌道面之間異軌連接情況下源節點與目的節點的路徑跳數L1：
4.根據權利要求1所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟S3中，若路徑跳數L1小于路徑跳數L2，計算得到最短路徑多轉發路由，計算方法為：
5.根據權利要求3所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟S3中，若路徑跳數L1大于路徑跳數L2，且n1＝q2，計算最短路徑多轉發路由：
6.根據權利要求3所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟S3中，若路徑跳數L1大于路徑跳數L2，且n1≠q2，計算最短路徑多轉發路由：
7.根
8.根據權利要求7所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，根據狀態參數值，若滿足flag1＝0或flag2＝0或flag1×flag2×flag3×flag4<0，路由表項數量為4；
9.根據權利要求7所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，根據狀態參數值，若滿足flag1×flag2×flag3×flag4>0，路由表項數量為3；
10.根據權利要求7所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，根據狀態參數值，若滿足flag3×flag4＝0，則根據flag3、flag4，分為以下3種情況：
...【技術特征摘要】
1.一種低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟s1中，若低軌星座中源節點與目的節點在同軌道面，根據上述兩個節點位置，確定下一跳節點位置，具體方法為：
3.根據權利要求1所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟s2中，計算不跨第一軌道面和第m軌道面之間異軌連接情況下源節點與目的節點的路徑跳數l1：
4.根據權利要求1所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟s3中，若路徑跳數l1小于路徑跳數l2，計算得到最短路徑多轉發路由，計算方法為：
5.根據權利要求3所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路由方法，其特征在于，步驟s3中，若路徑跳數l1大于路徑跳數l2，且n1＝q2，計算最短路徑多轉發路由：
6.根據權利要求3所述的低軌星座網絡的星間最短路徑多轉發路...
【專利技術屬性】
技術研發人員：紀俊維，劉亮，陳東，趙欣，王寧遠，王朝宇，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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