[发明专利]空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法

权利要求书

1.空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法，其特征在于，所述空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法包括以下步骤：

S100、根据地面网络拓扑结构，对地面的物联网节点进行分簇，选出簇头，信息由地面源节点汇集至簇头；

S200、根据t时刻空天地融合网络的网络拓扑结构、发射功率、衰落损耗、收发端天线增益参数，得到地面-飞机、地面-卫星和卫星-卫星间的通信容量，从而计算簇头节点利用飞机传输方案和利用卫星传输方案的时延；

S300、簇头节点针对借助飞机和卫星两种传输方案，规划以最小化传输时延为目标的路由传输方案；

S400、根据目标传输方案得到信息传输结果。

2.根据权利要求1所述的空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法，其特征在于，在S200中，所述计算簇头节点利用飞机传输方案和利用卫星传输方案，具体方法为：

通信容量的计算公式为：

其中，L_s为自由空间传输损耗，L_a为其他损耗，G_T为发射天线增益，P_T为发射功率，T_s为等效噪声温度，G_R为接收天线增益，(ε_b/N₀)_req为比特信噪比，通过上式计算出地面用户-飞机上下行、地面用户-卫星上下行及卫星-卫星通信容量，

选择借助飞机传输方案的传输时延t_a＝R/C_au+R/C_ad，其中C_au、C_ad分别为地面用户-飞机链路上行和下行通信容量，R为数据包大小，

选择借助卫星传输方案的传输时延t_s＝R/C_su+R/C_sd+NR/C_ss，其中C_su、C_sd、C_ss分别为地面用户-卫星链路上行、下行和星间链路通信容量，N为星间转发次数，R为数据包大小。

3.根据权利要求1所述的空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法，其特征在于，在S300中，具体包括以下步骤：

S310、获取用户可见的飞机及其对目标地面站的可见性；

S320、判断所述用户可见的飞机是否对目标地面站可见，若是，则执行S330；否则，执行S340；

S330、令所述用户可见的飞机为可接入飞机，并执行S340；

S340、获取用户可见的卫星及其所在轨道对目标地面站的可见性；

S350、判断轨道上是否存在卫星对目标地面站可见，若是，则执行S360；否则，执行步骤三七；

S360、令存在卫星对目标地面站可见的轨道为可见轨道，选择可见轨道中与用户距离最近的可见卫星为可接入卫星，并执行S380；

S370、选择与用户距离最近的可见卫星为可接入卫星，并执行S380；

S380、比较可接入飞机与可接入卫星传输方案的时延，选择时延较小的为接入方案。

4.根据权利要求1所述的空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法，其特征在于，在S380中，当选择飞机传输方案时，采用单跳传输，地面用户结点与目标地面站通信包括以下步骤：

S381、地面源节点判断是否可以直接通过地面路由传输至目标地面站，如果可以，通过地面路由将信息发送至目标地面站，通信完成；如果不可以，则执行S382；

S382、地面源节点通过地面路由将信息汇聚至簇头，寻找与该簇头节点相对应的飞机，将信息包发送至飞机节点；

S383、判断目标地面站是否在当前飞机的覆盖范围内：如果是，将信息包发送至目标节点，通信完成；如果不是，传输失败。

5.根据权利要求1所述的空天地网络中最小化传输时延的预判决路由方法，其特征在于，在S380中，当选择卫星传输方案时，地面用户结点与目标地面站通信包括以下步骤：

S384、地面源节点判断是否可以直接通过地面路由传输至目标地面站，如果可以，通过地面路由将信息发送至目标地面站，通信完成；如果不可以，则执行S385；

S385、地面源节点通过地面路由将信息汇聚至簇头，寻找与该簇头节点相对应的卫星，将信息包发送至卫星节点；

S386、判断目标地面站是否在当前卫星的覆盖范围内，如果是，将信息包发送至目标节点，通信完成；如果不是，则执行S387；

S387、根据卫星路由表将信息包传送至相邻卫星，并判断目标地面站是否在相邻卫星可见范围内，如果是，则通信完成；如果不是，重复该步骤直到通信完成。