[发明专利]一种基于树结构的空天地一体化网络多维资源建模方法

说明书

本发明提供一种基于树结构的空天地一体化网络多维资源建模方法，解决了当前一体化网络多维资源建模过程中存在的一些问题。通过引入树状结构，根据一体化网络中的节点特征构建自上而下，层层递进的节点树，解决不同网络、不同设备节点的差异性描述问题。通过树内节点的插入、合并操作，将一体化网络由于时变特性所产生的新资源节点插入所构建的初始资源树中，合并连续时隙资源节点，优化一体化网络时变特性所产生的节点数量线性增长问题。通过树内节点的层次性和独立性特性，针对每层节点均可设计具有差异性的多维资源拆分方法，以及对新增类型设备或节点所涉及的资源维度设计个性化多维资源拆分方法，解决多维资源拓展难、新类型资源拆分难问题。

技术领域

本发明涉及空天地一体化网络多维资源建模领域，属于一种基于树结构的多维资源模型的定义、创建、更新过程，以及一种基于该模型的资源分配方法，具体为一种基于树结构的空天地一体化网络多维资源建模方法。

背景技术

空天地一体化网络其结构主要包括天基网络、空基平台、地基网络三层物理架构，其中天基网络中包含天基骨干网和天基接入网，一般由高中低轨卫星组成；空基平台则由无人机等飞行器组成，作为天基网络的可移动性补充和增强；而地基网络则通过地基骨干节点联系天基和空基，并通过地基节点网传输给各类网络用户。整体网络立体感突出且囊括海陆空全域，呈现多层异构性特点，对应的网络内的资源也因物理设备的差异性产生巨大的差异。这些网络特性使得空天地一体化网络对资源的建模有了更高的要求。

现有基于节点-链路拓扑图方法描述的空天地一体化网络多维资源的建模方法，利用图模型对全网的节点和链路拓扑结构进行描述，虽然能够很好的描述全网节点与节点之间的通断、位置、时间等状态信息，但随着网络内不同结构不同属性的设备差异化管理日益成熟。如何在拓扑图中更加直观的体现这种差异化，是如今一体化网络的重点问题之一。

空天地一体化网络存在强时变特性，随着时间变化节点间的通断、位置甚至资源量等信息往往也会随之变化，现有基于拓展时变图方法的资源建模方法，往往随着业务规划时隙的扩充，图内节点数量呈线性增长，而图内节点数量的不断增多，大大降低了后续的各种路径规划、重路由等算法的效率，因此如何有效降低空天地一体化网络时变特性所带来的节点数量增多也是目前研究的重难点之一。

随着空天地一体化网络接入的设备越来越多，出现的可利用资源的类别和维度也日益增多，传统的一体化资源建模方法中，如果对多维资源进行建模往往使得网络拓扑图的复杂度呈倍数增长，不利于后续的资源分配，因此传统资源建模方法更多的只考虑其中某一维或者少数几维资源，例：节点和链路资源。忽略了网络中其他资源的限制和约束，因此如何进行资源维度的扩充也是如今空天地一体化网络的研究点之一。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于树结构的空天地一体化网络多维资源建模方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于树结构的空天地一体化网络多维资源建模方法，包括如下步骤：

步骤1，空天地一体化网络资源树的结构定义：对一体化网络中涉及的节点进行归类，确定资源树结构中包含的节点类型；

步骤2，将空天地一体化网络中所有资源按照时间进行等时划分，切分成多个时隙片段；

步骤3，构建初始资源树模型，根据网络场景构建初始资源树，实现对网络场景的资源刻画；

步骤4，通过插入、合并其他时隙的资源节点对资源树结构进行变更，实现一体化网络中资源的时变动态描述；

步骤5，通过叶子节点的分裂、更新操作实现一体化网络的资源分配方法。

优选的，步骤1中，根据空天地一体化网络资源树的结构定义资源树结构中包含的节点类型包括域节点、设备节点、时间序列节点和资源维度节点。