卫星互联网节点低轨道卫星通信系统的组成

陈笑

卫星互联网：https://www.commsat.cn/business/scheme.html

　　由于卫星通信系统覆盖范围广、可靠性高等特点，卫星通信系统在社会发展、国民生活的各个方面发挥着越来越大的作用，世界各主要大国也竞相部署空间基础设施，建设新基建通信网络。由于低轨道卫星通信系统和互联网的深度融合，卫星互联网已经成为天基信息传输系统的重要组成部分，近年来，诸如 Starlink、 OneWeb等大型卫星星座系统得到了快速发展。由于卫星互联网结构越来越复杂，规模越来越大，投入越来越多，如何有效地发挥其潜力，是卫星互联网领域的一个重要课题。低轨道卫星网络中的路由技术是保证卫星网络中各节点互连的基础技术，也是卫星互联网的重要研究方向。
　　卫星互联网的空间节点往往含有多颗低轨卫星，它们之间、卫星和地面之间存在高速相对运动，使整个网络拓扑具有时变特性，因此通常采用的基于静态拓扑的路由策略不能直接应用于卫星互联网。初期卫星网络主要采用“快照技术”实现星上的路由转发，即基于虚拟拓扑的集中式路由机制，通过地面集中计算产生每一个时间间隔的转发表，星上存储所有时间片的转发表，并定期更新。随著卫星数目的增加，基于虚拟拓扑的静态离散时间片技术面临巨大挑战，频繁的链路切换将导致星上存储和维护的路由表规模增大。而且，为了解决星路由表过大的问题，可以利用卫星的相对位置信息，在同轨道高度内利用卫星的相对位置进行寻址。

　　将定位思想引入到基于地理位置信息的 IP编址策略中，利用 IP地址获取目的地址的位置信息，并计算其相对方位，在空间节点得出其最优转发接口进行数据分组转发，无需邻居之间交换状态信息，从而降低卫星网内的信令开销。上述只是对当前卫星网络路由研究的简单描述，本文在后续部分将对卫星网络路由技术进行综述，系统地归纳各种基于卫星网络的路由策略，以此为主线代表着卫星互联网路由的研究现状和未来发展方向。

卫星互联网节点低轨道卫星通信系统的组成

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