[发明专利]时变卫星网络多拓扑搜索最短路由方法

说明书

本发明属于卫星通信技术领域，公开了一种时变卫星网络多拓扑搜索最短路由方法，包括：对卫星网络进行快照划分，得到一个卫星网络快照集合；对每个快照G_k计算所有节点之间的最短路由，生成路由表Tab；对所有路由表进行判断处理，寻找各节点之间的最佳路径。本发明当某一快照中源节点和目的节点不存在可达路径时，调用MTSM算法，综合考量多个快照的联系，寻找可达路径。和静态图快照方法求解时变卫星网络路由相比，该算法能够有效处理某一快照持续时间内通信节点之间不连通而导致传输时延变大或者传输失败的情况，从而提高业务的服务质量。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种时变卫星网络多拓扑搜索最短路由方法。

背景技术

随着人们日益增长的通信需求以及科技的不断发展，现有地面上的网络已经不能满足人们的通信需求。卫星通信网络具有组网灵活、覆盖范围广、网络建设迅速、地理局限性弱等特点，使得卫星网络能够支持地面网络不能处理的业务，如环境与灾害监测、科学探索、气象、广播通信等。相对于地面网络，卫星网络的拓扑结构会持续变化，通信链路切换频繁且通信传输时延长；但是同时卫星网络又具有周期性和可预测性。路由技术作为网络通信的一个核心，直接关系着网络服务质量、服务数量的好坏，所以，研究卫星网络的路由技术对卫星网络的通信至关重要。卫星网络，尤其是低轨卫星网络系统，其拓扑结构是动态时变的。针对这一动态变化特性，Fischer等人提出了快照模型。该模型用一系列离散的静态拓扑图来表征动态的卫星网络拓扑。针对每个静态拓扑图，都可以利用传统的Dijkstra算法离线求出静态网络中端到端传输的最短路径。每个卫星节点处只存储一张路由表，在拓扑发生变化的时刻，各个卫星节点对路由表进行更新，完成后续数据的转发。当网络拓扑变化慢，负载少的时候，上述处理方式能够满足大部分的传输要求。然而，当网络拓扑变化快速，会造成端到端传输不能在单个静态拓扑图中完成，而上述处理方式求解最短路径只考虑单个静态拓扑图，就会导致路由选取错误或者失败，造成传输时延变大或者传输失败。

综上所述，现有技术存在的问题是：当网络拓扑变化快速，会造成端到端传输需要跨越多个静态拓扑图，利用现有技术会导致传输时延变大或者传输失败。所以需要一种新的时变卫星网络最短路由算法，综合考虑多个静态拓扑图的联系，来寻找最佳路径。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种时变卫星网络多拓扑搜索最短路由方法。

本发明是这样实现的，一种时变卫星网络多拓扑搜索最短路由方法，所述时变卫星网络多拓扑搜索最短路由方法包括：对卫星网络进行快照划分，得到一个卫星网络快照集合；对每个快照G_k计算所有节点之间的最短路由，生成路由表Tab；对所有路由表进行判断处理，寻找各节点之间的最佳路径。

进一步，所述对卫星网络进行快照划分，得到一个卫星网络快照集合具体包括：卫星网络拓扑发生变化，则形成一个新的快照，将其添加到卫星网络快照集合G中，得到标号为G＝{G₁,G₂,...,G_n}的快照集合。

进一步，所述对每个快照G_k计算所有节点之间的最短路由，生成路由表Tab具体包括：

(1)如果快照集合G中的快照提取完毕，对所有路由表进行判断处理；否则按顺序提取下一个快照:G_k；

(2)如果快照G_k中的节点集合V＝{v₁,v₂,...,v_n}中的节点提取完毕，返回(1)；否则提取下一个节点v_i；