[发明专利]最小化信息在轨传输时延的方法

说明书

本发明公开了一种最小化信息在轨传输时延的方法，包括：当前卫星节点经过被监控地区上方空域时，产生原始观测数据m；根据其自身状态来确定是否对原始观测数据m进行在轨计算，以得到数据量缩减后的数据m’，再将原始观测数据m或者数据m’转发给下一卫星节点；下一卫星节点如果接收的数据为数据m’，则直接转发给后续卫星节点；如果为原始观测数据m，根据其自身状态来确定是否对原始观测数据m进行在轨计算，并将原始观测数据m或者数据m’转发给后续卫星节点；后续卫星节点采用相同的处理方式，直至原始观测数据m或者数据m’达到目的地面站。上述方法能减少信息下传时延，有助于地面站在第一时间获得关键信息，进而快速做出对应的决策。

技术领域

本发明涉及卫星网络技术领域，尤其涉及一种最小化信息在轨传输时延的方法。

背景技术

作为天地一体化信息网络的重要组成部分，卫星网络具有全天候、高带宽、覆盖范围广等特点，因此卫星网络及天地一体化网络架构的研究受到了广泛关注。

高效的卫星网络路由方案对提高卫星网络数据传输的时效性和可靠性有着重要的意义。卫星网络具有空间环境恶劣、拓扑结构周期性变化、传播时延大以及空间环境恶劣等特点。同时，相比于地面网络节点，卫星节点的能源受到一定限制。因此，在设计卫星路由协议时，不仅需要关注星间链路状态，同时也要考虑到卫星的能量约束。

现有研究根据卫星网络拓扑结构的周期性变化，提出了系统周期分割和覆盖区域分割等组网思想。其中，系统周期分割又称虚拟拓扑思想。根据卫星网络的周期性，将卫星系统周期划分为多个时间片，只要时间片划分的大小合适，就可看作卫星网络拓扑结构在同一时间片内是不变的。于是卫星网络的路由计算就转化成了多个离散的静态虚拟拓扑下的路由计算问题。系统周期分割思想下典型的路由算法包括基于ATM的路由算法、离散时间动态虚拟拓扑路由算法。

然而，上述两种理念存在一定问题。首先，以上理念对卫星网络的周期性和拓扑结构的规则性有着很高的要求，在网络发生节点故障、链路失效等情况下，重路由将导致较大的时延。其次，由于对于网络周期性和拓扑结构规则性的要求较高，基于上述思想的卫星网络路由算法可扩展性较差。且上述思想均未考虑卫星的能量状况，这可能导致卫星网络中的卫星使用率差异过大，从而造成卫星网络资源的浪费，严重影响卫星网络组网的鲁棒性，并降低整网的数据传输效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种最小化信息在轨传输时延的方法，使应用层与网络层的有效融合，实现卫星资源效用的最大化利用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种最小化信息在轨传输时延的方法，包括：

当前卫星节点经过被监控地区上方空域时对监控地区进行监测，产生原始观测数据m；

当前卫星节点根据其自身状态来确定是否对原始观测数据m进行在轨计算，以得到数据量缩减后的数据m’，再将原始观测数据m或者数据m’转发给下一跳卫星节点；

下一跳卫星节点如果接收的数据为数据m’，则直接转发给后续卫星节点；如果接收的数据为原始观测数据m，同样根据其自身状态来确定是否对原始观测数据m进行在轨计算，并将原始观测数据m或者数据m’转发给后续卫星节点；

后续卫星节点采用相同的处理方式，直至原始观测数据m或者数据m’达到目的地面站。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，综合考虑卫星状态，针对原始观测数据在轨计算能减少信息下传的时延，有助于地面站在第一时间获得关键信息，进而快速做出对应的决策。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。