一种卫星网络信息链路选择方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116016308A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211524533.0(22)申请日2022.11.30(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市砚瓦池正街47号(72)发明人毛志杰(74)专利代理机构长沙大珂知识产权代理事务所(普通合伙)43236专利代理师伍志祥(51)Int.Cl.H04L45/02(2022.01)H04L45/121(2022.01)H04L41/14(2022.01)H04L41/22(2022.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称一种卫星网络信息链路选择方法(57)摘要本发明公开了一种卫星网络信息链路选择方法，包括步骤：依据星座网络创建有向图；计算LEO卫星从当前位置移动下一个相邻轨位所需时间；在时间片内，LEO卫星收集到与相邻卫星之间的时延信息，并将报告给GEO；GEO收到所在组员报告来的时延信息，形成全网的时延报表，按照最短路径算法为它的组成员计算路由；管理者根据业务类型对时延和带宽的具体要求，将业务类型划分成三种优先级别，分配相应的波长集，并将计算得到的链路选择结果下发给组成员；LEO卫星通过查找路由表将数据分组转发至下一跳。本发明获得每个时间片内卫星之间可视性和网络拓扑，确定网络拓扑结构进行链路设计优化。CN116016308ACN116016308A权利要求书1/2页1.一种卫星网络信息链路选择方法，应用于卫星网络信息链路传输模型，其特征在于，包括以下步骤：Step1：依据星座网络创建一幅相同顶点且路径和网络拓扑中路径一一对应关系的有向图；Step2：计算LEO卫星从当前位置移动下一个相邻轨位所需时间为Δt，即Δt＝T/M；Step3：在每一个时间片Δt内，LEO卫星收集到与相邻卫星之间的时延信息，并将此时测量信息报告给所在成员集合的管理者GEO；Step4：管理者GEO收到所在组员报告来的时延信息，每个管理者卫星与其相邻的2个管理者卫星交换各自收集到的时延报表信息，每个管理者获得LEO层的全部拓扑信息，形成全网的时延报表；Step5：每个管理者卫星收集到全网的时延报表信息，按照最短路径算法为它的组成员计算路由；Step6：管理者根据业务类型对时延和带宽的具体要求，将业务类型划分成三种优先级别，分配相应的波长集，并将计算得到的链路选择结果下发给它的组成员LEO卫星；Step7：LEO卫星收到管理者下发的路由表后，通过查找路由表将数据分组转发至下一跳，从而完成网络链路选择。2.根据权利要求1所述的卫星网络信息链路选择方法，其特征在于，最短路径算法包括：使用边权重为参数调用改进的DijkstraSP算法，所述改进的DijkstraSP算法对于任意一定数量的顶点和对应两点之间路径，将数组distTo[]最小的非树顶点放松并入树中，将数组pathTo[]最小的非树边放松并入树中，将权重EdgeWeight赋予对应的边，直到所有顶点都在树中或者所有的非树顶点的数组distTo[]值为无穷大。3.根据权利要求1所述的卫星网络信息链路选择方法，其特征在于，所述卫星网络信息链路传输模型的星座图中，极区边界纬度设为80°，每一个LEO卫星轨道上的每个五角星代表一个LEO卫星节点；以卫星节点为圆心，以角距离10°为半径的圆代表该卫星节点波束覆盖区域，其中在Orbit01、03#和05#上均有有1颗卫星位于赤道正上方，定义为该轨道的第一颗卫星，同理，分别在Orbit02、04#和06#上第一颗与01#、03#和05#第一个卫星直接相连的卫星，是相应轨道上的第一个卫星；在某一时刻，如果一个LEO卫星在某个GEO卫星的波束内，则称这个LEO卫星下方的那个覆盖单元为该GEO卫星的一个组成员；一个GEO卫星有多个成员，称GEO卫星的所有组成员组成的集合为GEO卫星的成员集合，该GEO卫星为其成员集的管理者；对于信息传输层的传输业务分为A,B,C三类业务，其中A类业务对时延有明确的要求，其业务优先级最高；B类业务容许一定的延时，对波长的需求适当，优先级次之；C类业务优先级最低。4.根据权利要求3所述的卫星网络信息链路选择方法，其特征在于，所述卫星网络信息链路传输模型中，卫星光网络中光链路数为n，每条链路间的可用波长数为10，分别为λ1,λ2,...,λ9,λ10，A,B,C三类业务可用波长数分别为8、6、4，其中，A类业务可用波长分别为波长集{λ1,λ2,...,λ8}，B类业务可用波长分别为波长集{λ5,λ6,...,λ10}，C类业务可用波长分别为波长集{λ7,λ8,λ9,λ10}，根据业务类型，在相应的波长集中寻找是否有可用波长，并采用首次命