CN111585638A - 星间网络通信方法、通信卫星以及*** - Google Patents

星间网络通信方法、通信卫星以及*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种星间网络通信方法、通信卫星以及***，属于卫星通信技术领域。其中所述星间网络通信方法包括：接收到信息发送请求，通过三次排序方法找到建立通信链路的各个节点，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立从发端到目标的动态通信链路，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。本发明可实现卫星星座在轨自主管理，在轨快速重构、运行高效的动态路由方法。

Description

星间网络通信方法、通信卫星以及***
技术领域
本发明涉及通信卫星技术领域，特别涉及一种星间网络通信方法、通信卫星以及***。
背景技术
近些年来人们对卫星通信需求的不断增加。相比同步轨道通信卫星，低轨通信卫星具有通信延时小，终端便于小型化的优点。但是要发挥低轨通信卫星的效能，必须实现卫星的全球组网才能保证对地面实时不间断的通信覆盖。这一状况就催生了星间链路技术的发展。
星间链路技术中一项关键技术就是星间链路路由技术。当前发展相对成熟的星间链路路由技术为静态路由技术。以铱星为例，其66颗星分布在6个轨道面上，每颗铱星有四条星间链路，其中两条星间链路用于与同一轨道面内前后相邻卫星之间的通信，另两条星间链路用于与左右相邻轨道面上邻近卫星之间的通信。静态路由技术的网络拓扑结构相对简单，各通信节点之间的网络关系相对固定，但其缺点也十分明显：采用静态路由方法的卫星网络各节点之间只能按照固定的方式建立通信链路，通信热点地区会造成某些节点通信拥塞，某些节点又长时间空闲，导致网络通信效率降低。另外，当网络中某个节点异常时，造成采用该节点的路由线路无法使用，无法快速实现重构，需要重新给各个网络中节点分配新的路由表，网络节点效率低。此外，使用静态路由方法的卫星星座运营需要依赖全球多地地面站的支持和管理，无法实现星座的在轨自主管理。
发明内容
本发明提供一种星间网络通信方法、通信卫星以及***，可实现卫星星座在轨自主管理，在轨快速重构、运行高效的动态路由方法。
所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种星间网络通信方法，其包括：
S1：接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；
S2：根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；
S3：根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；
S4：根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；
S5：通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星进行步骤S2-S5，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；
S6：将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；
S7：将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。
在本发明较佳的实施例中，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：
若不可以建立链路，则按照第三次排序后的顺序顺次选择周围卫星节点作为下一发送节点。
在本发明较佳的实施例中，步骤S2，具体包括：
根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；
选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。
在本发明较佳的实施例中，步骤S3，具体包括：
从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。
在本发明较佳的实施例中，步骤S4中对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，具体包括：
对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。5.根据权利要求2所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S7中将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，具体包括：将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。
在本发明较佳的实施例中，步骤S5中，还包括：
若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息。
在本发明较佳的实施例中，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：
若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。
本发明实施例提供了一种通信卫星，其包括：请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块，其中，
请求模块，用于接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；
第一排序模块，用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；
第二排序模块，用于根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；
第三排序模块，用于根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；
通信链路中节点确定模块，用于通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星执行第一排序模块、第二排序模块、第三排序模块和通信链路中节点确定模块，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；
通信链路建立模块，用于将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；
信息发送模块，用于将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。
在本发明较佳的实施例中，第一排序模块具体用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。
在本发明较佳的实施例中，第二排序模块具体用于从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。
在本发明较佳的实施例中，第三排序模块具体用于对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。
在本发明较佳的实施例中，信息发送模块，还用于将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。
在本发明较佳的实施例中，通信链路中节点确定模块还用于若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息；若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。
本发明实施例提供了一种星间网络通信***，其包括：所述的多个通信卫星，多个通信卫星包括发起通信的起始卫星和多个周围卫星节点，所述多个通信卫星均包括请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块，所述起始卫星的通信链路建立模块用于通过调整天线波束指向对应下一卫星节点，以将目标坐标信息和节点广播信息发送给下一发送节点，直至卫星终节点的前一个卫星节点通过调整天线波束指向可与目标建立通信链路的终节点，以完成将目标坐标信息和节点广播信息从起始卫星传递至终节点。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过接收到信息发送请求，通过三次排序方法找到建立通信链路的各个节点，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立从发端到目标的动态通信链路，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标，相比采用静态路由方法的卫星网络需要全球多地建站进行在轨管理，采用本发明动态路由方法的卫星网络星间通信不再通过固定的路由表来确定星间链路连接关系，提高了卫星网络在轨的自主管理能力，降低了卫星星座管理对地面站的依赖，降低了卫星星座的运营的成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的星间网络通信方法的步骤流程图；
图2是图1的起始卫星和周围卫星节点的示意图；
图3是本发明第二实施例提供的通信卫星的主要架构框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的星间网络通信方法、通信卫星以及***其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
第一实施例
图1是本发明第一实施例提供的星间网络通信方法的步骤流程图。图2是图1的起始卫星和周围卫星节点的示意图。所述方法可实现卫星星座在轨自主管理，在轨快速重构、运行高效的动态路由方法，该方法可以由发起通信的起始卫星所执行。请参考图1和图2，本实施例的星间网络通信方法，可以包括以下步骤S1-S7。
步骤S1，接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个。
其中，发端可以是地面或空中需要通过卫星发送信息的任何信息发送设备，起始卫星1(如图2所示)为发起通信的卫星。
步骤S2，根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序。
其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式实时向周围发送卫星节点广播信息，这样，接收到信息发送请求的起始卫星可以接收到周围卫星节点发送的广播信息，如果收到周围卫星节点2、3、4、5、6、7、8(如图2所示)发送的广播信息，则说明周围卫星节点2、3、4、5、6、7、8在发起通信的起始卫星1的可通信范围内，卫星节点广播信息可以包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，方位包括方向和位置，链路状态可以包括运动状态等，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星。广播信息可以包括呼叫信息和应答信息，应答信息可以包括卫星节点的空间坐标信息、卫星节点的运行轨道信息、卫星节点的校时信息等。根据广播信息，发起通信的起始卫星可以随时了解周围卫星节点的位置和运动状态等。发起通信的起始卫星根据周围卫星节点的位置和运动状态，可以计算出发起通信的起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系，选取可通信时间大于门限时间(例如2分钟)的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短的原则进行第一次排序，因为卫星是实时运动的，因此第一次排序是动态的。本步骤S2中以某一可通信时间长度作为门限值，确立可用于建立链路的卫星节点，并按照可通信时间由长至短的原则进行排序，这样可以排除可通信时间较短即将发生可通信范围切换的卫星节点。
优选地，步骤S2中，具体可以包括：根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；
其中，例如如图2所示，发起通信的起始卫星1根据周围卫星节点2、3、4、5、6、7广播信息；选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限长度的周围卫星节点按照可通信时间由长至短的原则进行第一次选择并排序，通过第一次选择筛选出周围卫星节点2、3、4、5、6，并按照可通信时间由长至短的原则对周围卫星节点2、3、4、5、6进行排序。
步骤S3，根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序。
其中，目标(如图2的目标收端)即信息发送的目的地，例如可以为位于地面或空中等某个目标设备，目标信息即发起通信的起始卫星要将信息发送到的目的地信息，例如目标坐标、目标坐标方向等。
优选地，步骤S3中具体可以包括：从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。这样发起通信的起始卫星根据目标信息，可以判断可通信范围内哪些卫星节点处于目标坐标方向，确定可进行下一步信息传输的目标坐标方向上的卫星节点，即在步骤S2的基础上优先选择目标坐标方向上的周围卫星节点，例如通过第二次选择筛选出周围卫星节点2、4、5、6，并且筛选出的周围卫星节点按照步骤S2中的排序不变。
步骤S4，根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点。
优选地，步骤S4中，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，具体可以包括：对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。从而在本步骤S4中，在步骤S3的基础上可以优先选择距离目标距离较近的卫星节点，例如通过第三次选择筛选出周围卫星节点5，并将周围卫星节点5作为下一发送节点。
步骤S5，通过广播方式向下一发送节点进行询问(例如也可以是广播信息中的呼叫信息)，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星进行步骤S2-S5，即重复进行步骤S2-S5，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点。
优选地，步骤S5中确认是否可以建立链路，还可以包括：若不可以建立链路，则按照第三次排序后的顺序顺次选择周围卫星节点作为下一发送节点，例如若第三次排序后排序第一的卫星节点不可以建立链路，则顺次选择第三次排序后排序第二的卫星节点作为下一节点，依次类推。在某个或某几个周围卫星节点无法提供链路情况情况下，周围卫星节点可根据自身当前链路能力判断是否可以建立链路，通过广播信息的应答过程反馈给起始卫星。起始卫星根据反馈决定重新申请下一发送节点，以消除网络拥塞现象。
优选地，步骤S5中，还可以包括：若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息。其中，若接收到所有周围卫星节点均不可建立通信链路的反馈，则根据反馈判定周围卫星节点不可以建立通信链路，则输出网络忙信息，例如可以输出网络忙信息给地面用户。
步骤S5中确认是否可以建立链路，还可以包括：
若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率，以消除网络拥塞现象。
其中，每一卫星节点均具有拥塞信息反馈能力。当周围卫星节点可以建立通信链路，但传输数据量无法满足要求时，周围卫星节点可以将相关信息反馈到起始卫星1，起始卫星1根据收到的反馈，降低发端信息中数据包的发送速率即可，以消除网络拥塞现象。
步骤S6，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路。
其中，起始卫星1可以将目标坐标信息和节点广播信息(例如也可以是广播信息中的呼叫信息)依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，例如终节点可以发送广播信息中的呼叫信息给目标，目标就会收到呼叫信息，然后目标发送应答反馈给终节点，终节点发出广播信息(例如应答信息)应答反馈，依次反馈至各个中间卫星节点，直至反馈至起始卫星1后，即起始卫星1接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路，发端收到应答反馈后则发端就可以开始发送信息了。
步骤S7，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。
其中，步骤S6中完成了通信链路建立，则本步骤S7中发端发送信息给起始卫星1，则起始卫星1开始发送信息，即将信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标，例如是图2中的目标收端，其可以是地面或空中等某个目标设备。
优选地，步骤S7中将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，具体包括：将发端的信息和重要信息优先级(例如优先级可以预先建立)通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。其中，将携带重要信息优先级的信息通过建立的通信链路发送给周围卫星节点，使发生周围卫星节点根据优先级进行信息传输，这样可以避免动态链路中发生拥塞现象。拥塞控制用于解决节点或链路繁忙时的信息传输问题，本步骤采用优先级来实现链路拥塞控制，发生拥塞时按优先级传输数据。
另外，优选地，在上述步骤中也可以采用此拥塞控制策略，这样在传输的是链路建立连接的引导信息时，可以采用优先级原则先保证该链路通道的建立，以消除网络拥塞现象。
优选地，步骤S7之后，还可以包括步骤：
完成信息传输后，起始卫星发送结束信息给动态通信链路中所有周围卫星节点，所有周围卫星节点收到结束信息后中断链路以释放链路资源。
综上所述，本发明实施例提供的星间网络通信方法，通过接收到信息发送请求，通过三次排序方法找到建立通信链路的各个节点，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立从发端到目标的动态通信链路，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标，相比采用静态路由方法的卫星网络需要全球多地建站进行在轨管理，采用本发明动态路由方法的卫星网络星间通信不再通过固定的路由表来确定星间链路连接关系，提高了卫星网络在轨的自主管理能力，降低了卫星星座管理对地面站的依赖，降低了卫星星座的运营的成本；
另外，本发明利用广播分发信息可使得每个节点动态获取周边节点的实时状态，利用定向信息传输使得每个卫星节点快速建立与可用卫星节点的通信链路，网络卫星节点确定后，通过调整天线波束指向对应卫星节点，建立通信链路，十分快捷；
另外，网络卫星节点与卫星节点之间动态更新可通信范围内的周围卫星节点轨道、速度等信息，无需创建全网络卫星节点信息，实现网络卫星节点之间动态连结。既能提高网络卫星节点的利用效率，也能实现网络的自主动态重构；
另外，具有智能卫星节点选择功能，能根据通信发起方与接收方信息，利用周围卫星节点可通信时间长短、距离目标最近等原则，自行判断筛选合适的下一网络卫星节点，避免了链路设计时选择最短路径还是选择节点跳数最少的矛盾，此外，还通过拥塞控制策略，消除了网络拥塞现象，保证信息顺畅传输。
以下为本发明的装置实施例，在装置实施例中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
第二实施例
图3是本发明第二实施例提供的通信卫星的主要架构框图。所述通信卫星可实现在轨自主管理，在轨快速重构、运行高效的动态路由方法。请参阅图3，所述通信卫星包括：请求模块30、第一排序模块31，第二排序模块32、第三排序模块33、通信链路中节点确定模块34、通信链路建立模块35以及信息发送模块36。
更具体地，请求模块30，用于接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个。
第一排序模块31，用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；
第二排序模块32，用于根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；
第三排序模块33，用于根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；
通信链路中节点确定模块34，用于通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星执行第一排序模块、第二排序模块、第三排序模块和通信链路中节点确定模块，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点。
通信链路建立模块35，用于将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；
信息发送模块36，用于将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。
优选地，第一排序模块31具体用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。
优选地，第二排序模块32具体用于从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。
优选地，第三排序模块33具体用于对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。
优选地，信息发送模块36，还用于将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。
优选地，通信链路中节点确定模块34还用于若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息；若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。
根据上述实施例，本发明还提供了一种星间网络通信***，其包括：上述第二实施例中的多个通信卫星，多个通信卫星包括发起通信的起始卫星和多个周围卫星节点，所述多个通信卫星均包括请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块，所述起始卫星的通信链路建立模块用于通过调整天线波束指向对应下一卫星节点，以将目标坐标信息和节点广播信息发送给下一发送节点，直至卫星终节点的前一个卫星节点通过调整天线波束指向可与目标建立通信链路的终节点，以完成将目标坐标信息和节点广播信息从起始卫星传递至终节点。
综上所述，本发明实施例提供的通信卫星，通过接收到信息发送请求，通过三次排序方法找到建立通信链路的各个节点，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立从发端到目标的动态通信链路，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标，相比采用静态路由方法的卫星网络需要全球多地建站进行在轨管理，采用本发明动态路由方法的卫星网络星间通信不再通过固定的路由表来确定星间链路连接关系，提高了卫星网络在轨的自主管理能力，降低了卫星星座管理对地面站的依赖，降低了卫星星座的运营的成本；
另外，本发明利用广播分发信息可使得每个节点动态获取周边节点的实时状态，利用定向信息传输使得每个卫星节点快速建立与可用卫星节点的通信链路，网络卫星节点确定后，通过调整天线波束指向对应卫星节点，建立通信链路，十分快捷；
另外，网络卫星节点与卫星节点之间动态更新可通信范围内的周围卫星节点轨道、速度等信息，无需创建全网络卫星节点信息，实现网络卫星节点之间动态连结。既能提高网络卫星节点的利用效率，也能实现网络的自主动态重构；
另外，具有智能卫星节点选择功能，能根据通信发起方与接收方信息，利用周围卫星节点可通信时间长短、距离目标最近等原则，自行判断筛选合适的下一网络卫星节点，避免了链路设计时选择最短路径还是选择节点跳数最少的矛盾，此外，还通过拥塞控制策略，消除了网络拥塞现象，保证信息顺畅传输。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种星间网络通信方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1，接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；
S2，根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；
S3，根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；
S4，根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；
S5，通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星进行步骤S2-S5，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；
S6，将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；
S7，将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。
2.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：
若不可以建立链路，则按照第三次排序后的顺序顺次选择周围卫星节点作为下一发送节点。
3.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S2，具体包括：
根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；
选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。
4.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S3，具体包括：
从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。
5.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S4中对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，具体包括：
对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。
6.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S7中将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，具体包括：将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。
7.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S5中，还包括：
若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息。
8.根据权利要求1所述的星间网络通信方法，其特征在于，步骤S5中确认是否可以建立链路，还包括：
若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。
9.一种通信卫星，其特征在于，其包括：请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块，其中，
请求模块，用于接收发端的信息发送请求，其中，发端发起信息发送请求，将目标信息发送至当前发端服务区的卫星节点，当前发端服务区的卫星节点为起始卫星，目标信息包括目标的身份、位置信息中的至少一个；
第一排序模块，用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，分析计算获得与周围卫星节点的可通信时间，根据可通信时间对周围卫星节点进行第一次选择并排序，其中，卫星网络中每个卫星节点通过广播方式向周围发送卫星节点广播信息，所述卫星节点广播信息包括卫星的速度、方位、链路状态中的至少一个，周围卫星为起始卫星的可通信范围内卫星；
第二排序模块，用于根据信息发送请求中的目标信息，确定目标坐标方向的周围卫星节点，对第一次排序后的周围卫星节点进行第二次选择并根据周围卫星节点与目标坐标方向关系进行排序；
第三排序模块，用于根据第二次选择并排序后的周围卫星节点与目标坐标的距离，对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并排序，将第三次排序后排序第一的周围卫星节点作为下一发送节点；
通信链路中节点确定模块，用于通过广播方式向下一发送节点进行询问，确认是否可以建立链路，若可以建立链路，则将下一发送节点作为新的起始卫星，其中，新的起始卫星执行第一排序模块、第二排序模块、第三排序模块和通信链路中节点确定模块，依次进行新的起始卫星的下一发送节点寻找和选择，直至找到可与目标建立通信链路的终节点；
通信链路建立模块，用于将目标坐标信息和节点广播信息依次发送给下一发送节点，直至传递至可与目标建立通信链路的终节点以供终节点和目标建立联系，接收到终节点依次通过通信链路的卫星节点而传递的目标应答反馈，将目标应答反馈发送给发端，以建立起从发端到目标的动态通信链路；
信息发送模块，用于将发端的信息通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使终节点将信息发送给目标。
10.根据权利要求9所述的通信卫星，其特征在于，第一排序模块具体用于根据接收到的周围卫星节点广播信息，计算出起始卫星与周围卫星节点的可通信时间和相对位置关系；选取可通信时间大于门限时间的周围卫星节点，并对大于门限时间的周围卫星节点按照可通信时间由长至短进行第一次排序。
11.根据权利要求9所述的通信卫星，其特征在于，第二排序模块具体用于从第一次排序后的周围卫星节点中选取空间方位在目标坐标方向上的周围卫星节点，对方位在目标坐标方向上的周围卫星节点进行第二次排序。
12.根据权利要求9所述的通信卫星，其特征在于，第三排序模块具体用于对第二次排序后的周围卫星节点进行第三次选择并根据距离按由近至远的原则进行排序。
13.根据权利要求9所述的通信卫星，其特征在于，信息发送模块，还用于将发端的信息和重要信息优先级通过建立的动态通信链路传递给终节点，以使动态通信链路上的卫星节点根据重要信息优先级传输发端的信息。
14.根据权利要求9所述的通信卫星，其特征在于，通信链路中节点确定模块还用于若无法找到可与目标建立通信链路的节点，则输出网络忙信息；若接收到可以建立链路但传输数据量无法满足要求时，则降低发端信息中数据包的发送速率。
15.一种星间网络通信***，其特征在于，其包括：如权利要求9至14中任一项所述的多个通信卫星，多个通信卫星包括发起通信的起始卫星和多个周围卫星节点，所述多个通信卫星均包括请求模块，第一排序模块，第二排序模块、第三排序模块、通信链路中节点确定模块、通信链路建立模块以及信息发送模块，所述起始卫星的通信链路建立模块用于通过调整天线波束指向对应下一卫星节点，以将目标坐标信息和节点广播信息发送给下一发送节点，直至卫星终节点的前一个卫星节点通过调整天线波束指向可与目标建立通信链路的终节点，以完成将目标坐标信息和节点广播信息从起始卫星传递至终节点。
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