低轨卫星一体化路由交换技术

张世层; 张冬; 安绍毅; 孙艳红; 王立民

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2025014

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

低轨卫星一体化路由交换技术

研究 | 更新时间：2025-07-04

- 低轨卫星一体化路由交换技术
- Integrated Routing and Switching Technology for LEO Satellites
- 天地一体化信息网络 2025年6卷第2期页码：19-26
- 作者机构：
  
  中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 050081
- 作者简介：
  
  [ "张世层（1991- ），男，博士，高级工程师，主要研究方向为载荷总体设计。" ]
  张冬（1989- ），男，博士，高级工程师，主要研究方向为卫星网络总体设计。
  安绍毅（1993- ），男，工程师，主要研究方向为卫星轨道仿真设计。
  孙艳红（1986- ），女，高级工程师，主要研究方向为卫星网络总体设计。
  王立民（1976- ），男，研究员级高级工程师，主要研究方向为载荷总体设计。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2023YFB4302801)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-0801.2025014
  中图分类号： TN927.2
- 收稿日期：2025-01-20，
  
  修回日期：2025-04-30，
  
  纸质出版日期：2025-06-20
- 稿件说明：
移动端阅览
张世层,张冬,安绍毅等.低轨卫星一体化路由交换技术[J].天地一体化信息网络,2025,06(02):19-26.

ZHANG Shiceng,ZHANG Dong,AN Shaoyi,et al.Integrated Routing and Switching Technology for LEO Satellites[J].Space-Integrated-Ground Information Networks,2025,06(02):19-26.
张世层,张冬,安绍毅等.低轨卫星一体化路由交换技术[J].天地一体化信息网络,2025,06(02):19-26. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2025014.

ZHANG Shiceng,ZHANG Dong,AN Shaoyi,et al.Integrated Routing and Switching Technology for LEO Satellites[J].Space-Integrated-Ground Information Networks,2025,06(02):19-26. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2025014.

摘要

低轨卫星可提供更精准、更高效的多源数据融合信息服务。深入分析低轨卫星在轨特性对星座网络的影响，设计融合了卫星的再生处理、透明转发、子带转发等多服务场景的载荷配置方案。针对星座网络拓扑变化对服务性能的影响，以及多类用户不同应用模式需求，从载荷配置、交换架构、控制机制、星间高速通信4个关键维度，开展低轨星座载荷系统设计与星地一体化路由交换技术研究，并进行路由交换典型性能测试验证。目前，该技术已成功应用于某低轨卫星互联网试验星。

Abstract

Low Earth Orbit (LEO) satellites are capable of delivering more precise and efficient multi-source data fusion information services. This paper delves deep into the impact exerted by the on-orbit characteristics of low-orbit satellites on the constellation network. Based on this analysis

a payload configuration scheme is devised

which seamlessly integrates multiple service scenarios

including satellite regenerative processing

transparent forwarding

and sub-band forwarding. In view of the negative effects of constellation network topology changes on service performance and the diverse application mode demands of various user groups

this study conducts in-depth research on the design of the low-orbit constellation payload system and satellite-ground integrated routing and switching technology. The research is carried out from four crucial aspects: payload configuration

switching architecture

control mechanism

and inter-satellite high-speed communication. Moreover

the typical performance of routing and switching is validated through rigorous tests. Currently

this technology has been successfully implemented in a specific low-orbit satellite Internet experimental satellite.

关键词

Keywords

references

张更新 , 廖磊瑶 , 何元智 . 面向空天地海一体化的卫星通信关键技术研究 [J ] . 电信科学 , 2024 , 40 ( 6 ): 11 - 24 .

ZHANG G X , LIAO L Y , HE Y Z . Study on the key technologies of satellite communication for space-air-ground-sea integration [J ] . Telecommunications Science , 2024 , 40 ( 6 ): 11 - 24 .

易克初 , 李怡 , 孙晨华 , 等 . 卫星通信的近期发展与前景展望 [J ] . 通信学报 , 2015 , 36 ( 6 ): 161 - 176 .

YI K C , LI Y , SUN C H , et al . Recent development and its prospect of satellite communications [J ] . Journal on Communications , 2015 , 36 ( 6 ): 161 - 176 .

禹华钢 , 方子希 . 低轨卫星互联网: 发展、应用及新技术展望 [J ] . 无线电工程 , 2023 , 53 ( 11 ): 2 699 - 2 707 .

YU H G , FANG Z X . LEO satellite Internet: development, application and new technology prospects [J ] . Radio Engineering , 2023 , 53 ( 11 ): 2699 - 2707 .

张世层 , 张冬 , 王平 , 等 . 低轨卫星激光载荷配置及快速建链方法的研究 [J ] . 激光技术 , 2024 , 48 ( 2 ): 249 - 254 .

ZHANG S C , ZHANG D , WANG P , et al . Research on configuration of laser payload for LEO satellites and rapid link establishment method [J ] . Laser Technology , 2024 , 48 ( 2 ): 249 - 254 .

王则予 , 张梦菲 , 孙耀华 , 等 . 星上透明转发非地面网络中的切换机制 [J ] . 北京邮电大学学报 , 2022 , 45 ( 6 ): 101 - 108 .

WANG Z Y , ZHANG M F , SUN Y H , et al . Handover mechanism design in non-terrestrial networks with transparent satellites [J ] . Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications , 2022 , 45 ( 6 ): 101 - 108 .

张世层 . 星载柔性转发器的数字信道化器设计与实现 [D ] . 西安 : 西安电子科技大学 , 2015 .

ZHANG S C . Design and implementation of digital channelizer for spaceborne flexible repeater [D ] . Xi’an : Xidian University , 2015 .

田斌 , 李晨曦 . 近似精确重构的低复杂度星载信道化器 [J ] . 系统工程与电子技术 , 2019 , 41 ( 6 ): 1395 - 1401 .

TIAN B , LI C X . Nearly perfect reconstruction onboard channelizer of low complexity [J ] . Systems Engineering and Electronics , 2019 , 41 ( 6 ): 1395 - 1401 .

张世层 , 张冬 , 王立民 , 等 . 新型低轨通信卫星载荷设计及在轨应用 [J ] . 电讯技术 , 2024 , 64 ( 8 ): 1243 - 1248 .

ZHANG S C , ZHANG D , WANG L M , et al . New satellite payloads configuration and in-orbit application of LEO communication satellite [J ] . Telecommunication Engineering , 2024 , 64 ( 8 ): 1243 - 1248 .

田斌 , 李晨曦 . 近似精确重构的低复杂度星载信道化器 [J ] . 系统工程与电子技术 , 2019 , 41 ( 6 ): 1395 - 1401 .

TIAN B , LI C X . Nearly perfect reconstruction onboard channelizer of low complexity [J ] . Systems Engineering and Electronics , 2019 , 41 ( 6 ): 1395 - 1401 .

朱子行 , 赵尚弘 , 李勇军 , 等 . 再生式通信卫星转发器的研究进展 [J ] . 电讯技术 , 2011 , 51 ( 8 ): 147 - 153 .

ZHU Z H , ZHAO S H , LI Y J , et al . Research progress of regenerative communication satellite repeaters [J ] . Telecommunication Engineering , 2011 , 51 ( 8 ): 147 - 153 .

魏雯婷 , 伏丽莹 , 王琨 , 等 . 卫星互联网路由技术综述 [J ] . 西安电子科技大学学报 , 2024 , 51 ( 5 ): 9 - 23 .

WEI W T , FU L Y , WANG K , et al . Survey of routing technologies for the satellite Internet [J ] . Journal of Xidian University , 2024 , 51 ( 5 ): 9 - 23 .

王晓锋 , 张怡 , 张国秀 . 面向低轨卫星互联网的效能评估技术 [J ] . 系统仿真学报 , 2015 , 31 ( 1 ): 119 - 133 .

WANG X F , ZHANG Y , ZHANG G X . Performance evaluation technology for Low Earth Orbit satellite Internet [J ] . Journal of System Simulation , 2015 , 31 ( 1 ): 119 - 133 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

面向低轨卫星的长时多星跳波束功率分配技术

星地融合网络中基于多目标优化的星间切换决策方法

天地异构网络链路状态监视技术