[发明专利]基于卫星DTN网络拥塞控制最优到达率路由方法

权利要求书

1.基于卫星DTN网络的拥塞控制最优到达率路由方法，其特征在于：

深空行星向卫星发送数据信息；

卫星根据周期性变化的链路时间表选择能满足数据包的生命周期条件，并且能够尽早到达的路径；

预测本次选定路径中的链路在连通时是否会发生拥塞；

不发生拥塞则选定路径，会拥塞则重新选定路径；

发送数据数检测卫星容量是否达到上限，达到上限则选择到达率最低的包裹进行丢弃；

当数据到达节点是终节点，结束本次数据传输过程。

2.根据权利要求1所述的基于卫星DTN网络拥塞控制最优到达率路由方法，其特征在于采用数学集合的方式记录链路连通时间与相应时长，有利于解决静态拓扑不能精确记录链路连通时间以及大量信息冗余的问题。即用G_N＝(V,E)表示卫星周期变化的拓扑图，表示一个卫星的边集合，v_i表示某条链路的源节点，v_j表示某条链路的终节点，k表示某条链路在一个周期内第k次连通，t_sk则表示某条链路第k次连通的开始时间，Δt_k表示某条链路第k次连通时的持续时长。

3.根据权利要求1所述的基于卫星DTN网络拥塞控制最优到达率路由方法，其特征在于采用了全局路由方法，解决了局部路由可能出现的路由震荡以及未能选择最早到达的路径而浪费时间甚至超过数据包的生命周期。

4.根据权利要求1所述的基于卫星DTN网络拥塞控制最优到达率路由方法，其特征在于采用根据历史队列排队变化率来预测队列中队列长度变化情况。公式:(1)(2)Q_rate(i,t_j)＝αQ_rate(i,t_j-1)+(1-α)q_rate(i,t_j)；(3)(t_ETO(1)-t_now)·Q_rate(1)>(q_cap-q_size(1))；公式(1)是计算t_j时刻的卫星队列数目与t_j-1时刻的卫星队列数目，来求得此时的队列变化率q_rate。再结合之前的历史队列变化率Q_rate以及历史变化率比重α求得t_j时刻的Q_rate。最后公式(3)，用当前的队列数目q_size和队列容量q_cap以及链路连通时间t_ETO、目前时间t_now与Q_rate来判断连通时是否会发生拥塞。当所选路径链路会发生拥塞，则删除此路径，判断次优路径是否会发生拥塞。我们可选的次优路径数定义为k，且k＝3。有效地预测拥塞的发生，选择其他非拥塞链路进行消息转发。

5.根据权利要求1所述的基于卫星DTN网络拥塞控制最优到达率路由方法，其特征在于当卫星DTN网络拥塞严重时，可采用优先丢弃到达率低的数据包的方式保证全网的到达率。当所选路径不发生拥塞或备选的k条路径都发生拥塞，则我们按照所选路径进行数据包传递。卫星接收到数据包后，先检测缓存区是否填满，若已填满，则按照公式(4)、(5)的丢包率公式来计算缓存区的数据包的到达率，选择最低的进行丢弃。公式：(4)(5)公式(4)中，λ_i是第i个报文所选路径的平均连通比例，其中，h代表跳数，表示此数据包所选路径的总共连通时长，T表示总周期时长，β是常系数。公式(5)中，P_i表示第i个报文的到达率，其中，R表示报文的剩余生存时间，T_di表示报文预计的传输时长。总之，当报文剩余时间越多，所选路径连通时间占总周期比例越大，即连通机会越多，则报文的到达率就越大。