[发明专利]星座通信网中基于完美匹配模型的链路分配方法

权利要求书

1.一种星座通信网中基于完美匹配模型的链路分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：判断星座通信网中所有卫星节点v上工作状态通信终端的指定数目f(v)之和是否为偶数，即判断mod(∑_v∈vf(v),2)是否等于0；

其中，v表示卫星节点，v表示星座通信网中所有卫星节点的集合；

若指定数目f(v)之和为偶数，则进入步骤2继续执行；否则，则在星座通信网中随机选取一颗卫星节点v_o，使该卫星节点v_o上工作状态通信终端的指定数目减一，然后进入步骤2继续执行；

步骤2：获取星座通信网中所有卫星节点的可视链路的集合E，从而得到当前的可视矩阵VM，VM＝(V,E)；

步骤3：根据每颗卫星节点上工作状态通信终端的指定数目f(v)及可视矩阵vM构造一个混合完全二部图G^*，G^*＝(V^*,E^*)；

其中，V^*表示混合完全二部图中的所有节点，E^*表示混合完全二部图中的所有边；

步骤4：寻找混合完全二部图G^*的一个完美匹配M^*，M^*＝(V^*,E^*)；

步骤5：根据完美匹配M^*还原得到每颗卫星节点v上f(v)个通信终端都处于工作状态的网络拓扑G。

2.根据权利要求1所述的星座通信网中基于完美匹配模型的链路分配方法，其特征在于，星座通信网中每颗卫星v上的f(v)个通信终端用来建立星间链路。

3.根据权利要求1所述的星座通信网中基于完美匹配模型的链路分配方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：可视矩阵vM中的每个卫星节点用一个完全二部图K来替代；

其中，所述完全二部图K中的节点集V(K)分成V₁(K)和V₂(K)这两个节点集合；对于卫星节点v，节点集合v₁(K)包含d_VM(v)-f(v)个内部节点v′，节点集合V₂(K)包含d_VM(v)外部节点v″；节点集合V₁(K)中的每一个内部节点v′仅和节点集合V₂(K)中的所有外部节点v″相连，即，内部节点之间没有边，外部节点之间没有边；d_VM(v)表示卫星节点v在可视矩阵vM上的节点度；

步骤3.2：可视矩阵VM中连接卫星节点u和卫星节点v的可视链路e＝(u,v)，用一条连接卫星节点u的外部节点u″和外部节点v″的边e＝(u″,v″)代替；

其中，外部节点u″和外部节点v″均为随机节点，且每个独立完全二部图的外部节点有且只和其他独立完全二部图外部节点相连一次；

步骤3.3：可视矩阵vM中的所有卫星节点经过步骤3.1替代且所有可视链路经过步骤3.2替代后得到一个混合完全二部图G^*＝(V^*,E^*)，其中，将所有用来替代卫星节点的完全二部图K作为V^*，将所有用来替代可视链路的边e＝(u″,v″)作为E^*。

4.根据权利要求1所述的星座通信网中基于完美匹配模型的链路分配方法，其特征在于，完美匹配M^*中的每一个节点都有且只相连一条边。

5.根据权利要求1所述的星座通信网中基于完美匹配模型的链路分配方法，其特征在于，所述步骤5包括如下步骤：

将完美匹配M^*中连接同一个完全二部图的内部节点和外部节点的边不再保留，使得只有连接两个不同完全二部图的外部节点之间的边才保留，进而得到一个星座通信网中任意卫星节点v的f(v)个通信终端都用来建立星间链路的网络拓扑G＝(V,E)，即其中，d_G(v)表示网络拓扑G中和卫星节点v建立的星间链路的数目，≡表示恒等于。