[發(fā)明專利]基于五向量數(shù)學(xué)模型的多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定分群方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910073444.7
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101764639A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭慶;徐玉濱;周牧;王振永;劉曉鋒;顧學(xué)邁
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種無線電通信領(lǐng)域中的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)分群方法。

背景技術(shù)

在未來包含衛(wèi)星網(wǎng)、地面網(wǎng)、高空平臺站和其他異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)的空天地一 體化信息網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢下，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)作為這一體系的重要組成和銜接部 分將越來越受到重視和青睞，而國內(nèi)外關(guān)于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)高效、穩(wěn)定傳輸?shù)难芯窟€ 不成熟，很多關(guān)鍵技術(shù)和核心問題的解決還處于起步階段，特別是對于高動態(tài)、 高密度用戶，如何保證較高業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求的問題。

由最初的同步軌道衛(wèi)星發(fā)展到現(xiàn)在的中低軌單層星座以及多層協(xié)作衛(wèi)星 網(wǎng)絡(luò)，利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球、應(yīng)急以及軍事等特殊環(huán)境下的通信優(yōu)勢越來越明顯， 其中，隨著業(yè)務(wù)類型多樣化、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)骨干化以及傳輸特性高效化等要求，兼 顧多層、多類型衛(wèi)星優(yōu)勢的多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)逐步成為大多數(shù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本 模型且必將成為未來全球信息傳輸?shù)谋匾~帶和業(yè)務(wù)交換的重要平臺。從而， 如何實(shí)現(xiàn)多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的高效管理和穩(wěn)定性是整個通信系統(tǒng)分群的核心。

但由于多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)具有較多的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和高速的相對運(yùn)動性，從而將網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性組織和優(yōu)化管理就顯得尤為重要，但同時也存在一定的 復(fù)雜性。于是，通過對歷史上出現(xiàn)過的地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)分群方法的分析，對多 層衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分群能夠有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性要求、分布式管理、路由計(jì) 算開銷的降低和長距離業(yè)務(wù)累計(jì)時延的控制等目的。然而，多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)所具 有的高傳播時延、高動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、資源有限和鏈路帶寬非對稱性等特征，使 得許多適用于地面網(wǎng)或單層衛(wèi)星網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法在多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可行性 和有效性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞€(wěn)定性、衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)路由存儲開銷和衛(wèi)星 網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)時延之間存在的矛盾問題，而提供一種基于五向量數(shù)學(xué)模型的多層 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定分群方法。

本發(fā)明基于五向量數(shù)學(xué)模型的多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定分群方法的步驟如下：

步驟一：將多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)抽象為包含衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)和星間鏈路的G＝(V，E)網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

步驟二：利用開銷函數(shù)F選擇多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中具有最大業(yè)務(wù)相關(guān)性的衛(wèi) 星節(jié)點(diǎn)對(v_i，v_j)；

步驟三：判斷所述的衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)對(v_i，v_j)是否屬于同一子群；是，則進(jìn)入步 驟四；否，則在第一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值上進(jìn)行加1，進(jìn)入步驟五；

步驟四：將衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)對(v_i，v_j)記為更高一級的邏輯層節(jié)點(diǎn)，歸為原衛(wèi)星節(jié) 點(diǎn)集合和星間鏈路集合中；進(jìn)入步驟十四；

步驟五：判斷第一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值是否達(dá)到系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的第一閥值； 是，則進(jìn)入步驟十三；否，則進(jìn)入步驟六；

步驟六：判斷衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)對(v_i，v_j)是否屬于同一臨時子群；是，則進(jìn)入步驟 十一；否，則進(jìn)行步驟七；

步驟七：判斷衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)對(v_i，v_j)之間的星間跳數(shù)值與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的跳數(shù) 閥值之間的關(guān)系；若跳數(shù)＞1且≤閥值，則進(jìn)入步驟八；若跳數(shù)＝1，則進(jìn)入 步驟十一；若跳數(shù)＞閥值，則進(jìn)入步驟十；

步驟八：將衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)對(v_i，v_j)歸為同一臨時子群，并在第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù) 數(shù)值上進(jìn)行加1；

步驟九：判斷第二計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值是否達(dá)到系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的第二閥值； 是，則進(jìn)入步驟十；否，則返回步驟二；

步驟十：將衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否滿足最短路由表長度約束條件； 是，則進(jìn)入步驟十二；否，則返回步驟八；

步驟十二：判斷此時的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否滿足I(G/(j，t))≥C_ok；是，則進(jìn)入 步驟十三；否，則返回步驟八；

步驟十三：將衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值上進(jìn)行加1，進(jìn)入步驟十 五；