一种用于使用距离度量配置通信网络的方法和装置与流程

本发明大体上涉及通信网络，例如卫星网络，尤其涉及一种用于例如通过配置通信网络的节点而配置(例如初始配置或重新配置)通信网络的方法和装置。

背景技术：

1、地面网络是根据地理位置设计和部署的。在此类地面网络中，通常根据用户需求安装路由器，并安装光连接，以适应负载和路由器的最短路径行为。设备故障由维护人员快速修复，维护人员在现场可以接近设备。

2、相比之下，在卫星网络中，网络节点(例如路由器)可能会部署在地球轨道上的规则几何网格中。轨道位置可能会精确界定，以便启用卫星间链路。

3、卫星网络的故障预计很难修复。必须捕获一个基于卫星的故障设备进行维修。或者，卫星可以留在轨道上，直到卫星不再提供任何服务。此时，卫星可以脱轨，且可以发射一颗替代卫星。

4、上述处理卫星网络节点的局部或全局故障的方法昂贵且成问题。因此，需要提供一种可以消除或减轻现有技术的一个或多个限制的方法和装置。

5、此背景信息的目的在于揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。没有必要承认也不应解释任何上述信息构成与本发明相对的现有技术。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种用于例如通过配置或重新配置通信网络的节点而配置(例如初始配置或重新配置)通信网络的方法、装置和系统。配置至少部分基于距离度量，该距离度量指示通过链路将网络节点互连的最短路径(可以是多跳路径)的长度。距离度量可以基于表示网络节点之间互连的最短路径计算的结果。具体而言，根据应用于该网络配置的距离度量和所获取的关于该网络的可用信息，从多个潜在配置中选择网络配置。然后实现选定的网络配置。

2、本发明实施例提供了一种用于例如在故障事件之后重新配置网络(例如卫星网络)的方法和装置。这使网络运营商能够改进网络资源在此类资源的整个使用寿命中的使用。本发明实施例可以应用于包括低地球轨道或其它类型轨道上的卫星的网络。本发明实施例可以更普遍地应用于例如节点位置的具有规则结构的任何网络。

3、为了有效地重新配置网络，提供了一种用于评估网络配置的方式。本发明实施例使用“距离度量”来评估网络配置。这使得网络可以在故障事件发生后从对应于差距离度量的状态重新配置到对应于较好距离度量的状态。距离度量通常提供一个数值或值集，该数值或值集反映节点对之间最短通信路径的长度。例如，相比节点平均通过较短最短路径连接的网络，节点平均通过较长最短路径连接的网络可以视为具有较高的相应距离度量(例如直径)。本文描述了几个特定距离度量。

4、本发明实施例将特定距离度量与用于确定网络配置的一个或多个搜索方法组合，所述搜索方法使用距离度量。本发明实施例应用于卫星运行、管理和维护(operations,administration and maintenance，oam)系统的上下文中。

5、根据本发明实施例，提供了一种用于配置通信网络的方法。所述方法包括获取指示所述通信网络的节点的当前状态、所述通信网络的节点之间的链路、或其组合的信息。所述方法还包括处理所述信息，以便根据获取的信息确定网络配置。网络配置可通过调整节点中的一个或多个、节点之间的链路中的一个或多个、或其组合在通信网络中实现。所述处理包括：根据距离度量至少评估网络配置，该距离度量指示通过链路将网络节点互连的最短路径的长度。所述方法还包括：提供指示一个或多个底层资源实现网络配置的指令。

6、在一些实施例中，网络是卫星网络。在一些实施例中，卫星网络包括：低地球轨道(low-earth orbit，leo)卫星星座、多个leo卫星星座、包括leo卫星和中地球轨道(mediumearth orbit，meo)卫星的混合卫星星座，或包括leo卫星和地球静止轨道(geostationaryearth orbit，geo)卫星的混合卫星星座。

7、在一些实施例中，当前状态指示一个或多个节点或一个或多个链路是否处于中断状态。

8、在一些实施例中，处理信息以便确定网络配置包括：根据距离度量评估一个或多个候选网络配置，并选择网络配置为具有最低或至少足够低的距离度量值的多个候选网络配置中的一个(假设较低的距离度量值反映网络的较短最短路径特性)。

9、在一些实施例中，所述处理包括：评估包括所述至少一个网络配置的多个候选网络配置，以确定多个候选网络配置中的每一个相应候选网络配置的距离度量值。然后，所述处理包括：至少部分根据所确定的距离度量值之间的比较，从多个候选网络配置中选择网络配置。选择网络配置可以包括以下中的一个：选择具有最低距离度量值的多个候选网络配置中的一个作为网络配置；选择具有最低距离度量且满足一个或多个其它预定条件的多个候选网络配置中的一个作为网络配置；选择具有最低距离度量值中的一个的多个候选网络配置中的一个作为网络配置。

10、在一些实施例中，距离度量至少部分基于最短路径计算的结果。结果指示多个候选配置中的一个。评估多个候选配置中的一个包括计算结果。在一些实施例中，根据最短路径算法进行最短路径计算。在一些实施例中，最短路径算法是dijkstra最短路径算法、bellman-ford算法或floyd-warshall算法中的至少一个。在一些实施例中，使用优化程序进行最短路径计算。

11、在一些实施例中，距离度量指示以下中的一个或多个：最短路径中的最长路径；最短路径中的最短路径；部分或全部最短路径的平均长度；最短路径的统计分布的一个或多个指示。在一些实施例中，距离度量指示以下中的一个或多个：网络直径、最大最短路径长度、最小最短路径长度、平均最短路径长度和全源最短路径长度。

12、在一些实施例中，处理信息以便确定网络配置包括：使用树搜索根据距离度量评估多个候选网络配置，并选择网络配置为使用树搜索评估且具有至少足够低的距离度量值的多个候选网络配置中的一个。树搜索是在具有根节点、多个分支节点和多个叶节点的树上执行的，每个分支节点和叶节点表示多个候选网络配置中的一个，相邻对的分支节点和叶节点表示具有增量差异的候选网络配置。在一些实施例中，树搜索是深度优先树搜索。

13、在一些实施例中，处理信息以便确定网络配置包括：训练机器学习代理，以便从候选网络配置中选择具有足够低的距离度量值的网络配置，训练包括向机器学习代理提供反馈。反馈至少部分基于距离度量。处理信息还包括：运行机器学习代理，以便根据指示通信网络的节点的当前状态、通信网络的节点之间的链路、或其组合的信息选择网络配置。在一些实施例中，机器学习代理使用神经网络来评估指示对机器学习代理的反馈的状态动作值函数。

14、在一些实施例中，网络配置包括：配置一个或多个节点。

15、在一些实施例中，网络配置包括：对节点中的一个或多个进行物理性重定向，以对节点的一个或多个定向收发器进行重定向，所述定向收发器的重定向影响节点之间的链路中的一个或多个。

16、根据本发明实施例，提供了一种设备，例如电子计算设备，所述设备可以部署在地面上或可选地部署在卫星上。所述设备包括：网络接口、处理器和具有存储指令的非瞬时性计算机可读存储器，当所述处理器执行所述指令时，所述指令配置所述设备，以执行本文公开的方法。在各种实施例中，该设备用于获取指示通信网络的节点的当前状态、通信网络的节点之间的链路、或其组合的信息。所述设备还用于处理所述信息，以便根据获取的信息确定网络配置。网络配置可通过调整节点中的一个或多个、节点之间的链路中的一个或多个、或其组合在通信网络中实现。所述处理包括：根据距离度量至少评估网络配置。距离度量指示通过链路将网络节点互连的最短路径的长度。所述设备还用于提供指示一个或多个底层资源实现网络配置的指令。

17、上文结合本发明的各个方面描述了实施例，这些实施例可以基于这些方面来实现。本领域技术人员将理解，实施例可以结合描述这些实施例的方面来实现，但也可以与该方面的其它实施例一起实现。当实施例相互排斥或彼此不相符时，这对于本领域技术人员是显而易见的。一些实施例可以结合一个方面进行描述，但也可以适用于其它方面，这对本领域技术人员是显而易见的。