[發明專利]基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法

有效

• 申請號: 201910549801.6
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110290066B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 徐楠;呂原草;韓笑冬;王鳳春;馮彥君;邢川;計平;孔令軍
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/801;H04L12/851;H04B7/185
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛軍

1.基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，衛星網絡各節點根據衛星路由算法計算得到的星上路由表進行轉發，并實時計算衛星網絡各節點端口的擁塞情況；當某個衛星網絡節點任一端口發生擁塞，或者其相鄰衛星網絡節點向其發送擁塞標識時，進入S2；

S2，衛星網絡節點接收數據包，判斷數據包的目的地址是否為本星；若是，則讀取并保存數據包；若不是，則進入S3；

S3，判斷數據包的優先級；若為最高優先級，則將數據包傳輸至發送隊列，等待發送；若不是最高優先級，則進入S4；

S4，讀取數據包中預設的trace字段，判斷trace字段有無空閑字段；若沒有，則丟棄該數據包，返回S2；若有，則進入S5；

S5，判斷本星是否存在下一跳；若存在，則進入S6；若不存在，則丟棄該數據包；

S6，選擇擁塞情況最輕的端口對應的衛星網絡節點作為下一跳；向該數據包中的用于標記數據包所經過的節點地址的trace字段添加本星地址，將數據包傳輸至發送隊列，等待發送。

2.根據權利要求1所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于，所述判斷本星是否存在下一跳的方法為：判斷全部與其相鄰的衛星網絡節點是否均向其發送擁塞標識；若是，則不存在；反之，則存在，再判斷下一跳的端口是否擁塞。

3.根據權利要求2所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于，所述判斷下一跳的端口是否擁塞的方法為：計算表征擁塞情況的負載率，判斷負載率是否小于閾值；若小于，則判定該端口對應的衛星網絡節點可作為下一跳；若不小于，則判定該端口對應的衛星網絡節點不可作為下一跳。

4.根據權利要求3所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于，計算負載率的方法為：根據當前時刻和前若干時刻的各自端口的負載率，對下一時刻本端口的負載率進行預測，并將預測的負載率作為表征擁塞情況的負載率。

5.根據權利要求4所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于，當前時刻的負載率為：其中，λ為估算周期內需要從該端口傳輸的數據總量，k_q為隊列縮減率，為估算周期內鏈路的隊列長度均值，γ為鏈路的目標使用率，C為鏈路數據發送帶寬，t_ρ為估算周期，包括數據在星間往返的時延和處理時間。

6.根據權利要求4所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于：所述對下一時刻本端口的負載率進行預測的方法為BP神經網絡算法。

7.根據權利要求3所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于：所述閾值為1。

8.根據權利要求1所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于：所述trace字段的長度的計算方法為：其中，R為衛星網絡半徑，Delay_max為衛星網絡系統能夠允許的最大額外時延，t_tran為單跳傳輸時延，t_prop為單跳傳播時延。

9.根據權利要求8所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于：所述衛星網絡半徑為M是衛星網絡軌道平面數量，N為每個衛星網絡軌道上的衛星數量，各衛星網絡軌道上的衛星數量相等。

10.根據權利要求1所述的基于隊列監測與擁塞預測的衛星網絡動態路由方法，其特征在于：所述衛星路由算法為Dijkstra算法。