[发明专利]一种基于介数中心性的卫星网络备份路由计算方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于介数中心性的卫星网络备份路由计算方法及系统，方法包括：构建无权图；所述无权图的节点为卫星网络中的卫星节点，所述无权图的边为所述卫星节点之间的通信链路；利用介数中心性计算各所述卫星节点的重要程度，获得重要节点；利用蚁群算法计算所述卫星节点中的源卫星节点和目的卫星节点之间的最短延时路径；判断所述最短延时路径中是否包含所述重要节点；若所述最短延时路径中包含所述重要节点，则为所述最短延时路径对应的源卫星节点和目的卫星节点计算备份路由。本发明根据介数中心性计算卫星节点的重要程度，只针对含有重要节点的最短延时路径计算备份路由，在有效提高卫星网络抗毁性能的同时，降低了路由计算的时间开销。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种基于介数中心性的卫星网络备份路由方法及系统。

背景技术

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。具有通信距离远，不受地理环境限制等优点，可以为人类日益增长的信息需求提供可靠的网络数据服务。而卫星节点位于太空之中，一旦失效，不易立即修复，特别是在未来的空间攻防中，卫星节点被动失效的概率大大增加。

网络的弹性能力为：网络在面对各种故障和正常运行挑战时提供和维持可接受服务水平的能力。目前已有一系列传统方案来解决网络的弹性抗毁问题，例如基于冗余思想的多径备份策略、动态重路由策略，可有效提高卫星网络的弹性抗毁能力。但是多径备份和重路由都会引起额外的时间开销，而卫星通信本就因为通信距离远而导致通信时延较大，因此单纯地使用以上策略很可能导致通信时延过大而难以被用户接受。

考虑到上述方法的劣势，需要设计一种卫星网络备份路由方法或系统，在有效提高卫星网络抗毁性能的同时，尽量降低路由计算的时间开销。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于介数中心性的卫星网络备份路由方法及系统，使得在有效提高卫星网络抗毁性能的同时，降低路由计算的时间开销。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于介数中心性的卫星网络备份路由计算方法，包括：

构建无权图；所述无权图的节点为卫星网络中的卫星节点，所述无权图的边为所述卫星节点之间的通信链路；

利用介数中心性计算各所述卫星节点的重要程度，获得重要节点；

利用蚁群算法计算所述卫星节点中的源卫星节点和目的卫星节点之间的最短延时路径；

判断所述最短延时路径中是否包含所述重要节点；

若所述最短延时路径中包含所述重要节点，则为所述最短延时路径对应的源卫星节点和目的卫星节点计算备份路由。

可选地，若所述最短延时路径中不包含所述重要节点，则不为所述最短延时路径对应的源卫星节点和目的卫星节点计算备份路由。

可选地，所述利用介数中心性计算所述卫星节点的重要程度，获得重要节点，具体包括：

根据所述无权图中经过各所述卫星节点的最短路径数目和所述无权图的最短路径数目计算各所述卫星节点的节点介数；

根据所述无权图中经过各所述边的最短路径数目和所述无权图的最短路径数目计算各所述边的边介数；

根据所述节点介数和所述边介数计算所述卫星节点的重要程度；

根据所述卫星节点的重要程度获得重要节点。

可选地，所述利用蚁群算法计算所述卫星节点之间的最短路径，具体包括：

对每一所述卫星节点初始化信息素；

计算所述卫星节点的启发函数；