[发明专利]一种空间信息网络端到端可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种空间信息网络端到端可靠性评估方法，结合低轨卫星网络业务种类多、传输时延大、节点链路多状态等特点，使用线性权重法综合考虑链路剩余带宽、节点丢包率多状态以及时延对可靠性的影响，对带宽敏感业务、时延敏感业务和可靠性敏感业务给予不同的权重，计算不同业务背景环境下通信可靠性，使信息网络通信可靠性指标更加全面，适应了空间信息网络的特殊环境。本发明在卫星网络端到端可靠性建模的过程中，对卫星网络通信可靠性指标进行多状态划分，使空间信息网络通信可靠性指标更加全面，通过线性权重法针对不同业务QoS需求不同，可以较为准确的计算出不同业务背景环境下端到端通信可靠度。本发明具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及空间信息网络可靠性评估技术，特别是一种空间信息网络端到端可靠性评估方法。

背景技术

空间信息网络通信可靠性研究的关键是建立端到端可靠性评估方法，目前针对空间信息网络端到端可靠性评估方法研究的不多，随着人们对服务质量要求的提高，对可靠性要求越来越高，亟须解决空间信息网络端到端可靠性评估方法建立的问题。

目前对于地面无线网络端到端通信网络可靠性评估方法有网络割集法、简单路径法、状态枚举法，因子分解法和容斥原理法等已经趋于成熟。对于空间信息网络通信可靠性研究有限，这些方法无法适应空间信息网络节点链路多状态、传输时延大的特殊的背景环境，无法为空间信息网络通信可靠性研究提供方向，无法准确计算出空间信息网络端到端可靠性。就国内外研究情况来看，空间信息网络可靠性评估仍然是一个开放亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能够准确计算出空间信息网路端到端通信可靠性的空间信息网络端到端可靠性评估方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种空间信息网络端到端可靠性评估方法，包括以下步骤：

A、划分空间信息网络的多状态

假设空间信息网络满足：

1)空间信息网络中卫星节点和星间链路的性能状态是统计独立的；

2)卫星节点及星间链路的任意两个性能状态不重叠。

将卫星的运行周期分成z个时间片段，在每个时间片段，每条链路都有一个随机变化的剩余带宽，在多态弧网络中只考虑链路的剩余带宽。每个节点都有一个随机变化的丢包率，在多态节点网络中，只考虑节点的丢包率，节点和链路互不影响，在任意时刻，卫星节点或星间链路都处于一个确定的性能状态，而整个空间信息网络的性能状态是由这些节点及链路性能状态等级决定的。所以将空间信息网络划分为多态弧网络和多态节点网络。

A1、划分多态弧网络链路多状态

在多态弧网络中，假设链路集为L＝{1,2,...,n}，每条链路的剩余带宽W采用连续多状态随机变量分布进行描述，每条链路v的剩余带宽有k种不同的性能状态，具体划分如下：