[發明專利]基于五向量數學模型的多層衛星網絡穩定分群方法

有效

• 申請號: 200910073444.7
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101764639A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 郭慶;徐玉濱;周牧;王振永;劉曉鋒;顧學邁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.基于五向量數學模型的多層衛星網絡穩定分群方法，其特征在于它的 步驟如下：

步驟一：將多層衛星網絡抽象為包含衛星節點和星間鏈路的G＝(V，E)網絡 拓撲結構；

步驟二：利用開銷函數F選擇多層衛星網絡中具有最大業務相關性的衛星 節點對(v_i，v_j)，v_i為源節點衛星v_j為目的節點或中繼節點；

步驟三：判斷所述的衛星節點對(v_i，v_j)是否屬于同一子群；是，則進入步 驟四；否，則在第一計數器的計數數值上進行加1，進入步驟五；

步驟四：將衛星節點對(v_i，v_j)記為更高一級的邏輯層節點，歸為原衛星節 點集合和星間鏈路集合中；進入步驟十四；

步驟五：判斷第一計數器的計數數值是否達到系統預先設定的第一閥值； 是，則進入步驟十三；否，則進入步驟六；

步驟六：判斷衛星節點對(v_i，v_j)是否屬于同一臨時子群；是，則進入步驟 十一；否，則進行步驟七；

步驟七：判斷衛星節點對(v_i，v_j)之間的星間跳數值與系統預先設定的跳數 閥值之間的關系；若跳數＞1且≤閥值，則進入步驟八；若跳數＝1，則進入 步驟十一；若跳數＞閥值，則進入步驟十；

步驟八：將衛星節點對(v_i，v_j)歸為同一臨時子群，并在第二計數器的計數 數值上進行加1；

步驟九：判斷第二計數器的計數數值是否達到系統預先設定的第二閥值； 是，則進入步驟十；否，則返回步驟二；

步驟十：將衛星節點對(v_i，v_j)歸為不同子群，并返回步驟二；

步驟十一：判斷此時的網絡拓撲結構是否滿足最短路由表長度約束條件； 是，則進入步驟十二；否，則返回步驟八，

步驟十一中此時的網絡拓撲結構所要滿足的最短路由表長度約束條件是 參量L和M應滿足下面公式中的對稱關系：

or

其中，L表示多層衛星網絡分群結構的邏輯層數，邏輯層數的變化范圍從 0到L-1層；M表示最高邏輯層L-1層內的分群個數，其中，第l層的衛星可 以與l-1(l＝1，，L-1)層衛星建立層間星間鏈路；

步驟十二：判斷此時的網絡拓撲結構是否滿足I(G/(j，t))≥C_ok；是，則進入 步驟十三；否，則返回步驟八，其中C_ok表示多層衛星網絡拓撲穩定性和最短 路由表長度要求下所必須滿足的最小穩定性閥值；I表示網絡粘連度；

步驟十三：將衛星節點對(v_i，v_j)歸為同一子群，并返回步驟二；

步驟十四：判斷此時的網絡拓撲結構是否滿足最短路由表長度約束條件； 是，則返回步驟二；否，則在第三計數器的計數數值上進行加1，進入步驟十 五；

步驟十五：判斷第三計數器的計數數值是否達到系統預先設定的第三閥 值；否，則進入步驟十六；是，則進入步驟十七；

步驟十六：暫不考慮衛星節點對(v_i，v_j)之間的業務相關性，并返回步驟二；

步驟十七：利用網絡鏈路穩定性度量函數S刪除多層衛星網絡中的冗余星 間鏈路；

步驟十八：得到基于五向量數學模型描述的G＝(V，E，F，L，S)多層衛星網絡 穩定分群拓撲結構，

V＝{V_N＝{v_i，i＝1，，N}，N}表示衛星節點集；

E表示星間鏈路集合，并滿足關系E＝V×V；

L表示多層衛星網絡分群結構的邏輯層數；

網絡鏈路穩定性度量函數S；

步驟二中開銷函數為F＝{fij(t)}＝{(Ttra，ij(t)，Bij(t))}(i，j＝1，，N)，它是表 示一個周期內鏈路(vi，vj)∈E的開銷函數；

其中，Ttra，ij(t)表示鏈路的傳播時延；Bij(t)＝wij(t)/Cij表示帶寬利用率， Cij表示衛星節點對(vi，vj)的鏈路容量；wij(t)表示以衛星節點vi為源節點衛星 vj為目的節點或中繼節點的傳輸業務負載；

根據全球業務的周期統計分布W(t)和衛星節點的周期運動軌跡R＝[r_ij(t)]， 得到t時刻衛星v_i和v_j的業務相關性r_ij(t)(i，j＝1，，N)，

其中，w_i表示衛星v_i的總業務負載；w^*_i表示衛星v_i中來自其他異構網絡 的業務負載；將開銷函數F簡化為周期函數F＝{f_ij(t)}，滿足關系f_ij(t)＝f_ij(t+KT_S) (K＝0，1，，∞)，且當衛星節點v_i和v_j不存在直接鏈路時，f_ij(t)＝∞。