[发明专利]基于五向量数学模型的多层卫星网络稳定分群方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种无线电通信领域中的卫星网络分群方法。

背景技术

在未来包含卫星网、地面网、高空平台站和其他异构通信网络的空天地一 体化信息网络融合的发展趋势下，卫星网络作为这一体系的重要组成和衔接部 分将越来越受到重视和青睐，而国内外关于卫星网络高效、稳定传输的研究还 不成熟，很多关键技术和核心问题的解决还处于起步阶段，特别是对于高动态、 高密度用户，如何保证较高业务服务质量要求的问题。

由最初的同步轨道卫星发展到现在的中低轨单层星座以及多层协作卫星 网络，利用卫星实现全球、应急以及军事等特殊环境下的通信优势越来越明显， 其中，随着业务类型多样化、卫星网络骨干化以及传输特性高效化等要求，兼 顾多层、多类型卫星优势的多层卫星网络逐步成为大多数卫星网络设计的基本 模型且必将成为未来全球信息传输的必要纽带和业务交换的重要平台。从而， 如何实现多层卫星网络的高效管理和稳定性是整个通信系统分群的核心。

但由于多层卫星网络具有较多的卫星节点和高速的相对运动性，从而将网 络拓扑结构进行稳定性组织和优化管理就显得尤为重要，但同时也存在一定的 复杂性。于是，通过对历史上出现过的地面网和卫星网分群方法的分析，对多 层卫星通信网络进行分群能够有效实现网络扩展性要求、分布式管理、路由计 算开销的降低和长距离业务累计时延的控制等目的。然而，多层卫星网络所具 有的高传播时延、高动态拓扑结构、资源有限和链路带宽非对称性等特征，使 得许多适用于地面网或单层卫星网的设计方法在多层卫星网络环境中可行性 和有效性较差。

发明内容

本发明为了解决现有卫星网络拓扑稳定性、卫星节点路由存储开销和卫星 网络的业务时延之间存在的矛盾问题，而提供一种基于五向量数学模型的多层 卫星网络稳定分群方法。

本发明基于五向量数学模型的多层卫星网络稳定分群方法的步骤如下：

步骤一：将多层卫星网络抽象为包含卫星节点和星间链路的G＝(V，E)网络 拓扑结构；

步骤二：利用开销函数F选择多层卫星网络中具有最大业务相关性的卫 星节点对(v_i，v_j)；

步骤三：判断所述的卫星节点对(v_i，v_j)是否属于同一子群；是，则进入步 骤四；否，则在第一计数器的计数数值上进行加1，进入步骤五；

步骤四：将卫星节点对(v_i，v_j)记为更高一级的逻辑层节点，归为原卫星节 点集合和星间链路集合中；进入步骤十四；

步骤五：判断第一计数器的计数数值是否达到系统预先设定的第一阀值； 是，则进入步骤十三；否，则进入步骤六；

步骤六：判断卫星节点对(v_i，v_j)是否属于同一临时子群；是，则进入步骤 十一；否，则进行步骤七；

步骤七：判断卫星节点对(v_i，v_j)之间的星间跳数值与系统预先设定的跳数 阀值之间的关系；若跳数＞1且≤阀值，则进入步骤八；若跳数＝1，则进入 步骤十一；若跳数＞阀值，则进入步骤十；

步骤八：将卫星节点对(v_i，v_j)归为同一临时子群，并在第二计数器的计数 数值上进行加1；

步骤九：判断第二计数器的计数数值是否达到系统预先设定的第二阀值； 是，则进入步骤十；否，则返回步骤二；

步骤十：将卫星节点对(v_i，v_j)归为不同子群，并返回步骤二；

步骤十一：判断此时的网络拓扑结构是否满足最短路由表长度约束条件； 是，则进入步骤十二；否，则返回步骤八；

步骤十二：判断此时的网络拓扑结构是否满足I(G/(j，t))≥C_ok；是，则进入 步骤十三；否，则返回步骤八；

步骤十三：将卫星节点对(v_i，v_j)归为同一子群，并返回步骤二；

步骤十四：判断此时的网络拓扑结构是否满足最短路由表长度约束条件； 是，则返回步骤二；否，则在第三计数器的计数数值上进行加1，进入步骤十 五；