[发明专利]一种应用于低轨信息网的多属性最优路由选择方法

说明书

本发明公开了一种应用于低轨信息网的多属性最优路由选择方法，属于卫星通信领域。首先，选取可以表示网络优劣的N个属性；然后，计算全网拓扑结构中所有边的每个属性值的评价函数；接着，计算全网拓扑结构中每条边关于其表示网络优劣的N个属性的评价函数的Choquet模糊积分值A_m,m＝1～M，最后，将模糊积分值A_m,m＝1～M，作为网络中边的度量权值，利用Dijkstra算法计算得到最优路由。该方法以基于模糊测度的Chquet模糊积分作为集成算子，将多属性参数转化为单一综合属性评价参数，再利用Dijkstra算法进行选路。这种方法具有以下优点：(1)可得到多属性路由条件下最优路由；(2)节点的选路算法复杂度低；(3)参数调整灵活，适应性强。

技术领域

本发明涉及一种应用于低轨信息网的多属性最优路由选择方法，属于空间网络技术领域。

背景技术

低轨信息网络通信系统是一种以低轨道卫星星座为基础，利用卫星优秀的覆盖特性来实现对较大区域(或全球)内移动用户的信息接入和传输。低轨信息网络通信系统具有覆盖广，组网灵活、迅速以及信息接入机动灵活等特点，成为下一代移动通信(5G)和国家信息高速公路的重要组成部分。低轨信息网中的卫星节点具有设备昂贵，信息传输时延大及带宽受限等特点，因此低轨信息网中为传输数据而进行的最优路由选择需综合考虑多个属性的共同作用。针对低轨信息网路由选择的特殊性，研究多属性作用下最优路由选择方法具有重要的实际意义。

多属性作用下最优路由选择问题，实质上可归结为多属性决策分析问题。传统的多属性决策分析问题多采用算术平均，加权平均等基于经典可加测度的线性集成算子来融合各属性评价信息，其假设前提是各属性相互独立，互不依赖。但现实决策问题中这一前提很难满足。卫星网络中路径代价、时延、带宽三个属性间存在关联，这使得属性测度的可加性遭到破坏。

日本学者sugeno首次提出用较弱的单调性和连续性代替可加性的集函数，并将其成为模糊测度。λ测度是一种基本模糊测度，其特点是待确定参数少，只需在满足λ律的条件下，确定各单点属性集的测度值即可。Grabisch提出的k-可加模糊测度具有较强的表示能力，k值越大表示能力越强，但相对λ测度具有较高的复杂度。

以基于模糊测度的模糊积分作为集成算子的多属性决策方法不仅充分考虑了各属性间的相对权重，而且考虑了属性间的交互作用。常用的模糊积分有三种，sugeno模糊积分，Zhenyuan模糊积分，Choquet模糊积分。Sugeno模糊积分的计算复杂度在三种模糊积分中最小，但忽略了很多信息，评价效果较差；Zhenyuan模糊积分的计算复杂度最大，其积分值表示了属性集各种组合间的最大潜能；Choquet模糊积分的计算复杂度略高于Sugeno积分，满足单调性、幂等性、有界性等性质，且Choquet模糊积分在多属性对象评价和信息融合中有着广泛的应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种算法复杂度低、参数调整灵活，适应性强的应用于低轨信息网的多属性最优路由选择方法。

本发明的技术解决方案是：一种应用于低轨信息网的多属性最优路由选择方法，所述路由选择方法基于已知的全网拓扑结构，包括如下步骤：

(1)、选取可以表示网络优劣的N个属性；

(2)、计算全网拓扑结构中所有边的每个属性值的评价函数f_m,k(x)，k＝1～N,m＝1～M，M为全网拓扑结构总边数；

(3)、计算全网拓扑结构中每条边_N个属性值的评价函数的Choquet模糊积分值A_m；

(4)、将步骤(3)计算出来的模糊积分值A_m，作为网络中边的度量权值，利用Dijkstra算法计算得到最优路由。

步骤(2)所述属性值的评价函数f_m,k(x)的具体计算公式为：