人工蜂群低轨卫星网络路由方法、系统、设备及介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116015424A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310036546.1(22)申请日2023.01.10(71)申请人广州大学地址510006广东省广州市番禺区大学城外环西路230号(72)发明人邓霞郝苗苗林武城(74)专利代理机构北京八月瓜知识产权代理有限公司11543专利代理师秦莹(51)Int.Cl.H04B7/185(2006.01)H04W40/04(2009.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称人工蜂群低轨卫星网络路由方法、系统、设备及介质(57)摘要本说明书实施例提供了一种人工蜂群低轨卫星网络路由方法、系统、设备及介质，其中，方法包括：侦察蜂阶段：通过源节点s发送侦察蜂获取当前节点i的相邻节点j成为下一跳的概率；采蜜蜂阶段：将到达目的节点d并记录一条完整路径的侦查蜂记作采蜜蜂，选取前N条完整路径中的两条路径采用遗传算法中的交叉算子的操作，获取新的路径，并通过适应度函数将新的路径与进行交叉算子操作的两条路径进行适应度比较，获取适应度最大的路径作为最优路径，对最优路径进行反向更新；观察蜂阶段：观察蜂根据采蜜蜂阶段更新后的最优路径，选择下一跳节点。本申请通过交叉操作确保路径更新朝着延迟更小的方向进行。根据拥塞不同状态设置不同的路由更新规则。CN116015424ACN116015424A权利要求书1/3页1.一种人工蜂群低轨卫星网络路由方法，其特征在于，包括：侦察蜂阶段：通过源节点s发送侦察蜂获取当前节点i的相邻节点j成为下一跳的概率；采蜜蜂阶段：将到达目的节点d并记录一条完整路径的侦查蜂记作采蜜蜂，并选取前N条完整路径中的两条路径采用遗传算法中的交叉算子的操作，获取新的路径，并通过适应度函数将所述新的路径与进行交叉算子操作的两条路径进行适应度比较，获取适应度最大的路径作为最优路径，并对所述最优路径根据路径阻塞机制进行反向更新；观察蜂阶段：观察蜂根据采蜜蜂阶段更新后的最优路径，选择下一跳节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过源节点s发送侦察蜂获取当前节点的相邻节点成为下一跳的概率根据公式1获取：其中，hopjd表示下一跳节点j到目的节点d的最短路径跳数，k是当前节点的下一跳的候选节点数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采蜜蜂阶段并选取前N条完整路径中的两条路径采用遗传算法中的交叉算子的操作时选用单点交叉方法，所述选定的两条路径除源节点和目的节点外，至少有一个共同的基因。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采蜜蜂阶段的适应度函数通过公式2获取：其中，P(s,d)代表一条由源节点到目标节点的路径，Delay表示这条路径的总延迟，即路径上所有链路的延迟总和，所述Delay通过公式3获取：Delayp(s，d)＝∑i∈p(s，d)delay(i，i+1)＝∑i∈p(s，d)[Pdelay(i，i+1)+Qdelay(i,i+1)]公式3；其中，Pdelay为传播延迟，Qdelay为排队延迟。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采蜜蜂阶段对所述最优路径根据路径阻塞机制进行反向更新具体包括：通过公式4进行拥塞判断：其中，θij(t)为t时刻链路(i,i+1)等待队列占用率，Qtotal代表缓存队列总容量；将所述占用率θij(t)与预先设置的占用率阈值一和占用率阈值二进行比较，所述占用率阈值一大于所述占用率阈值二，若所述占用率θij(t)大于占用率阈值一，则该时刻链路判定为一级拥塞，将选择该条链路的概率设置为0；若所述占用率θij(t)处于占用率阈值一和占用率阈值二之间，则该时刻链路判定为二级拥塞，通过公式5更新该条链路的权重，其中，一级拥塞的拥塞程度大于二级拥塞：若所述占用率θij(t)小于所述占用率阈值二，则该时刻链路判定为非拥塞，通过公式62CN116015424A权利要求书2/3页更新链路权重；Wt＝ρwt‑1+1‑ρ公式6；其中，ρ为(0,1)之间的常数，为0，1之间的常数。6.人工蜂群低轨卫星网络路由系统，其特征在于，包括：侦察蜂模块，用于通过源节点s发送侦察蜂获取当前节点i的相邻节点j成为下一跳的概率；采蜜蜂模块，用于将到达目的节点d并记录一条完整路径的侦查蜂记作采蜜蜂，并选取前N条完整路径中的两条路径采用遗传算法中的交叉算子的操作，获取新的路径，并通过适应度函数将所述新的路径与进行交叉算子操作的两条路径进行适应度比较，获取适应度最大的路径作为最优路径，并对所述最优路径根据路径阻塞机制进行反向更新；观察蜂模块，用于观察蜂根据采蜜蜂阶段更新后的最优路径，选择下一跳节点。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述侦察蜂模块具体用于：根据公式1获取通过源节点s