卫星网络中结合卫星节点可用度的面向任务自组网算法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于卫星网络的结合卫星节点可用度的面向任务自组网算法。该方法包括：A.根据业务对传输时延、剩余带宽、时延抖动以及丢包率的需求，计算面向任务的初始链路权值；B.根据卫星网络中卫星节点的忙碌度、卫星种类、相对移动速度计算卫星节点的可用度权值；C.结合初识链路权值以及链路两端的卫星节点可用度权值，计算综合链路传输代价值；D.在综合链路传输代价值的基础上进行路由，筛选满足业务需求的链路以及卫星节点，确保业务的QoS需求得到保障，同时使传输路径的有效性和稳定性。该算法能够实现面向任务的自组网，满足业务的QoS需求，增强网络稳定性，提高网络利用率。
【专利说明】卫星网络中结合卫星节点可用度的面向任务自组网算法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星通信领域。随着卫星网络规模的增大，业务类型与日俱增。当 卫星网络中业务请求较多、业务量较重时，根据应用层业务的需求对卫星网络进行面向 任务的自组网，通过高效、灵活的自组网算法，形成面向任务的自组织网络，在满足业务 QoS(Qualityofservice)需求的同时，结合卫星节点的可用度，增强自组织网络的稳定 性，同时提高网络利用率。
【背景技术】
[0002] 卫星网络具有独立性、分布性、多跳性和移动性等特点，并且具有传输时延长、拓 扑结构时变等特征，此外卫星网络空间跨度大，业务类型繁多。传统的卫星网络组网过程 中，较为关注所生成的网络拓扑的物理特性，如：网络拓扑的连通度以及粘聚度，而较少考 虑上层服务的业务需求，与此同时，卫星节点属性对组网性能的影响也少有研究。因此对卫 星节点以及网络链路状态进行综合考虑，对卫星资源进行合理的规划，使卫星网络满足不 同的业务需求，是提高卫星网络利用率，增强自组网有效性，提升业务满意度的有效途径。
【发明内容】
[0003] 本专利在分析卫星网络中传输业务QoS需求的基础上，针对业务对传输时延、链 路剩余带宽、时延抖动以及丢包率的要求，对卫星网络中链路的初始链路权重进行自适应 的计算，筛选满足传输需求的链路；根据卫星节点的忙碌度、卫星种类、相对移动速度，计算 卫星节点的可用度权值；综合初始链路权重以及卫星节点可用度权值，形成综合链路传输 代价值，筛选符合业务需求的链路以及卫星节点，进行自组织网络的构建，在提高业务满意 度的基础上，增强自组织网络的稳定性和有效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0004] 图1结合卫星节点可用度的面向任务自组网算法流程图
【具体实施方式】
[0005] 本专利的核心内容是根据传输业务的QoS需求设置链路的初识链路权值，并结合 卫星节点的可用度权值，形成卫星网络中链路的综合链路传输代价数值。综合链路传输代 价数值计算完毕之后，在此基础上进行路由，筛选满足业务需求的链路和卫星节点，进行路 径的传输。
[0006] 卫星网络中所提供的业务分别具有不同的QoS标准，QoS是对卫星网络所提供业 务的重要评价指标。QoS主要目标是为业务提供优先服务，包括专用的带宽、受控的时延可 容忍的时延抖动以及链路丢包率等。
[0007] 在本专利的面向任务自组网算法中，E表示初始链路权值，s、d分别表示一条路径 的源点和目的节点，（P，q)表示包含在源点和目的节点之间的、由节点P到节点q的一条链 路；band(p,q)表示为链路（p,q)的剩余带宽；delay(p,q)表示为链路（p,q)的端到端时 延；jitter(p,q)表示为链路（p,q)的时延抖动；loss(p,q)表示为链路（p,q)的丢包率。 Bb、Db、Jb、Lb分别表示业务对剩余带宽、传输时延、时延抖动以及丢包率的要求。根据业务 需求自适应计算初始链路权重，面向任务的初始链路权重数学计算模型可以描述为：
【权利要求】
1. 卫星网络中结合卫星节点可用度的面向任务自组网算法，该算法包括： A. 在卫星网络中，针对业务的QoS需求，根据链路剩余带宽、传输时延、时延抖动、丢包 率，计算面向任务的初始链路权重； B. 根据卫星网络中卫星节点的忙碌度、卫星种类、相对移动速度计算卫星节点的可用 度权值； C. 结合初始链路权重以及卫星节点可用度权值，计算链路传输代价。 在保证各项业务的均可以得到服务质量保证的同时，确保参与组网的卫星具有较高的 可用度，以保证不加重卫星节点的负担，提高自组网的稳定性，避免造成卫星网络传输质量 降低。
2. 本专利提出针对业务的不同需求，在综合链路传输代价值的基础上路由，确保传输 路径满足业务的QoS需求，并具有较高的稳定性和有效性，从而促进自组织网络结构的高 效性和稳健性。
3. 本专利提出在面向任务的自组织网络创建完毕、传输路径确定之后，关闭不使用的 链路，在确保业务服务质量的基础上，节约网络控制、维护开销。
4. 本专利提出，在完成一次业务传输之后，需要更新路径的剩余带宽，恢复关闭的链 路，准备下一次自组网请求。
【文档编号】H04B7/185GK104410443SQ201410612460
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】田清华, 忻向军, 张琦, 陶滢, 刘乃金, 曹桂兴, 齐小航 申请人:北京邮电大学