基于多目標(biāo)決策的leo衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法
【專利摘要】基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，包括：衛(wèi)星s接受到數(shù)據(jù)傳輸要求，目的節(jié)點(diǎn)為d；獲取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)間片，業(yè)務(wù)需求時(shí)延為a1，帶寬為a2，誤包率為a3；篩選可行鏈路集合V，篩選后得到V′，根據(jù)業(yè)務(wù)分類建立鏈路評(píng)價(jià)矩陣Α；判斷理想鏈路v*是否存在，如果存在求解結(jié)束；如果理想鏈路v*不存在，求最接近理想鏈路的路徑vi，作為下一個(gè)通信鏈路。針對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)的鏈路狀態(tài)為業(yè)務(wù)選擇合適的路徑，保證衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源整體利用率。
【專利說明】
基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體說是一種基于多目標(biāo)決策的LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè) 務(wù)路由優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)已能較好地實(shí)現(xiàn)全球移動(dòng)通信。具 有星間鏈路的LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，與GE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相比，它能夠有效降低傳輸時(shí) 延，減少衛(wèi)星對(duì)地面節(jié)點(diǎn)的依賴，并能夠更好地支持地面移動(dòng)終端。但LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)不同于 一般的地面網(wǎng)絡(luò)，它具有高誤碼率、長(zhǎng)時(shí)延等空間通信的特點(diǎn)，與此同時(shí)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類 型不同，其對(duì)端到端傳輸時(shí)延、傳輸帶寬等服務(wù)的需求也有所不同，因此衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中不僅要 滿足不同業(yè)務(wù)傳輸?shù)腝oS參數(shù)要求，而且還需盡可能地提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，充分利用網(wǎng)絡(luò)資 源。而針對(duì)QoS所提出的路由，無論是按需路由還是流量分配路由，大多都是考慮某一種或 兩種鏈路屬性來決定，從而忽略其他約束條件，這樣容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的局部負(fù)載過大。因此， 路由算法需要在兼顧多約束條件的情況下，盡量平衡地利用網(wǎng)絡(luò)資源。
[0003] 目前，有關(guān)LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由算法中考慮鏈路狀態(tài)特征的算法有:一種應(yīng)用于節(jié) 點(diǎn)的精確負(fù)載均衡explicit load balancing,ELB策略，它根據(jù)下一跳鏈路的時(shí)延，當(dāng)節(jié)點(diǎn) 出現(xiàn)鏈路數(shù)據(jù)擁塞時(shí)，發(fā)送信號(hào)給鄰居節(jié)點(diǎn)，鄰節(jié)點(diǎn)選擇次優(yōu)路徑，從而減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。一 種受限最短路徑優(yōu)先constraints shortest path first，CSPF算法，這是一種改進(jìn)的最短 路徑優(yōu)先算法，它為了避免網(wǎng)絡(luò)或節(jié)點(diǎn)擁塞，將鏈路帶寬的反比定義鏈路權(quán)重，根據(jù)業(yè)務(wù)的 特定要求，在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，得到最終最短路徑。多路徑QoS路由算法multi-path QoS routing，MPQR是當(dāng)衛(wèi)星收到傳輸請(qǐng)求時(shí)，計(jì)算同時(shí)滿足時(shí)延和帶寬限制的最優(yōu) 路徑。
[0004] 此外，考慮QoS業(yè)務(wù)分類的算法有：根據(jù)業(yè)務(wù)分類，一種多服務(wù)按需路由協(xié)議 multiservice on-demand routing,M0R，它單獨(dú)對(duì)各類服務(wù)流量進(jìn)行路由。一種多業(yè)務(wù)類 QoS路由算法multi-class QoS routing，MQoSR，該算法根據(jù)時(shí)延和帶寬將業(yè)務(wù)分為兩類， 利用相對(duì)空閑鏈路來減少鏈路擁塞。由于這些算法有的只考慮鏈路狀態(tài)信息，有的只考慮 到業(yè)務(wù)分類，有針對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)的鏈路狀態(tài)為業(yè)務(wù)選擇合適的路徑，這樣很難保證衛(wèi) 星網(wǎng)絡(luò)資源整體利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種基于多目標(biāo)決策的LE0 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，針對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)的鏈路狀態(tài)為業(yè)務(wù)選擇合適的路徑， 保證衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源整體利用率。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于多目標(biāo)決策的LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由 優(yōu)化方法，包括：
[0007] S1:衛(wèi)星S接受到數(shù)據(jù)傳輸要求，目的節(jié)點(diǎn)為d;
[0008] S2:獲取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)間片，業(yè)務(wù)需求時(shí)延為a1，帶寬為a2，誤包率為a3;
[0009] S3:篩選可行鏈路集合V，篩選后得到，，根據(jù)業(yè)務(wù)分類建立鏈路評(píng)價(jià)矩陣A ;
[0010] S4:判斷理想鏈路/是否存在，如果存在求解結(jié)束；
[0011] S5:如果理想鏈路/不存在，求最接近理想鏈路的路徑Vl，作為下一個(gè)通信鏈路。
[0012] 進(jìn)一步的，在進(jìn)行步驟S1之前把業(yè)務(wù)劃分成三種:A類是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù);B類是允許一定 時(shí)延業(yè)務(wù);C類是可靠性敏感業(yè)務(wù);在此基礎(chǔ)上對(duì)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一步規(guī)定，使A類業(yè)務(wù)高于 B類業(yè)務(wù)，B類業(yè)務(wù)高于C類業(yè)務(wù)。
[0013]進(jìn)一步的，將衛(wèi)星運(yùn)行周期T分成η個(gè)時(shí)間片，[t0 = 0，tl]，[tl，t2]，[t2，t3>·· [tn-1，tn = T];在每個(gè)時(shí)間片內(nèi)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變，且鏈路的切換和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓辉跁r(shí)間 點(diǎn)t0，tl，~，tn時(shí)刻發(fā)生，用G(V，E)表示衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型；其中，V=MXN表示在星座 中共分布于Μ條衛(wèi)星軌道，每條軌道有N顆衛(wèi)星;E代表衛(wèi)星之間的星間鏈路。
[0014] 進(jìn)一步的，用>來分別表示鏈路Ek的η個(gè)屬性值，即時(shí)延、剩余帶寬和誤 包率;鏈路的總時(shí)延為：
[0015]
[0016]其中，用ws,d表示網(wǎng)絡(luò)中所有可能的源、目的節(jié)點(diǎn)對(duì)，則Q^s.d^iEhEvsEk，···， Εκ}代表一條路徑序列，是SD節(jié)點(diǎn)之間通過K條鏈路連接;為了表示單個(gè)鏈路上的流量，令鏈 路包含函數(shù)為：
[0017]
[0018] 式中，若路徑經(jīng)過鏈路Ek則沒取1，反之取0;用C表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送 的數(shù)據(jù)包數(shù)量，則某個(gè)路徑上的流量計(jì)算公式：
[0026]其中，屬性函數(shù)集？=^1，5，...，匕}中心用于評(píng)價(jià)每條鏈路的第」個(gè)鏈路屬性，即 aij = fj(vi)，i = l，2,…，m，j = l，2，···，η;#表示第i類業(yè)務(wù)第j個(gè)屬性的理想值，appr表示 求逼近;不同QoS業(yè)務(wù)對(duì)于鏈路屬性的要求強(qiáng)度不同，即w k= (W1，w2，. . .，wn)表示第k類業(yè)務(wù) η 對(duì)于η個(gè)屬性的要求程度，滿足Ση: =1，Wj表示某類業(yè)務(wù)的第j個(gè)鏈路屬性權(quán)值，Vi屬于鏈 路集。
[0027] 進(jìn)一步的，
[0028] 鏈路評(píng)價(jià)姐陣
[0029] 基于業(yè)務(wù)特征的權(quán)重是指把第1個(gè)屬性時(shí)延的權(quán)奶和第2個(gè)屬性剩余帶寬的權(quán)《2之 比記為α?2，第2個(gè)屬性剩余帶寬的權(quán)W2和第3個(gè)屬性誤包率的權(quán)W3之比記為C123，以此類推，構(gòu) 成決策矩陣。
[0030]更進(jìn)一步的：（A-nI)w = 0,式中I是單位矩陣，若矩陣Α中的值估計(jì)準(zhǔn)確，上式等 于〇，求出權(quán)值系數(shù)w，若估計(jì)不夠準(zhǔn)確，則A中元素的攝動(dòng)代表本征值的攝動(dòng)，于是有 [0031] A w = Amaxw
[0032] 式中Amax是矩陣A的最大本征值，根據(jù)該式求得本征向量即權(quán)向量w= [W1，W2，···， Wn] 〇
[0033] 更進(jìn)一步的，判定矩陣Α是否被接受：（7=4^，若比率CI>〇.l，各元素的估計(jì) η -1 一致性太差，應(yīng)重新估計(jì);若CI〈0.1，各元素的估計(jì)基本一致，可用上式求得W。
[0034] 作為更進(jìn)一步的，可行鏈路域V'中，鏈路/的各項(xiàng)屬性滿SFKvKFdvMFd/) 彡Fi (v)，其中的€ .，則稱/為理想鏈路：
[0035] 對(duì)于A類業(yè)務(wù)，有鏈路 <，分別都滿足時(shí)延剩余帶寬?cǎi)R(〇6卜)和 誤包率6Κμ6(ν)的要求，則稱<為多目標(biāo)最優(yōu)鏈路，最優(yōu)鏈路構(gòu)成鏈路集合，鏈路集存 在一個(gè)理想鏈路/;?；),滿足
[0036]
[0037] 同理，Β類和C類業(yè)務(wù)分別有./； 和(ν〇。
[0038] 作為更進(jìn)一步的，實(shí)際通信鏈路的性能與理想鏈路性能的差異是指兩條鏈路屬性 向量的加權(quán)歐氏距離；
[0039] 實(shí)際通信鏈路和理想通信鏈路的性能分別用η維向量 / = (V:，V; , V:)表示，則它們之間的差距為：
[0040]
η
[0041 ] 其中wi，W2，…，wn即為η個(gè)目標(biāo)函數(shù)的權(quán)值，滿足= 1，且Wi e [0，1 ] ( i = 1， 2,…，n) 〇
[0042]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果:不僅保證了不同業(yè)務(wù) 的不同要求，而且在吞吐量和負(fù)載分布指數(shù)等方面性能均有較明顯的提升，能夠有效地均 衡衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
【附圖說明】
[0043]本發(fā)明共有附圖1幅：
[0044] 圖1為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 一種基于多目標(biāo)決策的LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，根據(jù)數(shù)據(jù)語音視頻等 多樣化的業(yè)務(wù)的QoS要求，把業(yè)務(wù)劃分成三種:A類是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，即時(shí)延敏感業(yè)務(wù)，如對(duì)時(shí)間 要求高的指令語音等;B類是允許一定時(shí)延業(yè)務(wù)，即帶寬敏感業(yè)務(wù)，例如對(duì)地觀測(cè)業(yè)務(wù);C類 是可靠性敏感業(yè)務(wù)，主要體現(xiàn)在對(duì)誤包率要求較為苛刻的業(yè)務(wù)上;在此基礎(chǔ)上對(duì)業(yè)務(wù)的優(yōu) 先級(jí)進(jìn)一步規(guī)定，使A類業(yè)務(wù)高于B類業(yè)務(wù)，B類業(yè)務(wù)高于C類業(yè)務(wù);具體包括如下步驟：
[0048] S1:衛(wèi)星s接受到數(shù)據(jù)傳輸要求，目的節(jié)點(diǎn)為d;
[0049] S2:獲取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)間片，業(yè)務(wù)需求時(shí)延為a1，帶寬為a2，誤包率為a3;將衛(wèi)星運(yùn)行 周期T分成η個(gè)時(shí)間片，[t0 = 0，tl]，[tl，t2]，[t2，t3]"_[tn-l，tn = T];在每個(gè)時(shí)間片內(nèi)，拓 撲結(jié)構(gòu)不變，且鏈路的切換和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓辉跁r(shí)間點(diǎn)t0，tl，'"，tn時(shí)刻發(fā)生，用G(V，E) 表示衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型;其中，V=MXN表示在星座中共分布于Μ條衛(wèi)星軌道，每條軌道 有Ν顆衛(wèi)星;Ε代表衛(wèi)星之間的星間鏈路（ISLs);
[0050] S3:篩選可行鏈路集合V，篩選后得到，，根據(jù)業(yè)務(wù)分類建立鏈路評(píng)價(jià)矩陣A ;
[00511 S4:判斷理想鏈路/是否存在，如果存在求解結(jié)束；
[0052] S5:如果理想鏈路/不存在，求最接近理想鏈路的路徑Vi，作為下一個(gè)通信鏈路。
[0053] 實(shí)施例2
[0054] 與實(shí)施例1具有相同的技術(shù)方案，更為具體的是，用>來分別表示鏈路Ek 的η個(gè)屬性值，即時(shí)延、剩余帶寬和誤包率;鏈路的總時(shí)延為：
[0055]
[0056] 其中，用ws,d表示網(wǎng)絡(luò)中所有可能的源、目的節(jié)點(diǎn)SD對(duì)，則QUsdziEhE〗，···， Ek，…，Εκ}代表一條路徑序列，是SD節(jié)點(diǎn)之間通過K條鏈路連接;為了表示單個(gè)鏈路上的流 量，令鏈路包含函數(shù)為：
[0057]
[0058] 式中，若路徑經(jīng)過鏈路取1，反之取0;用C表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送 的數(shù)據(jù)包數(shù)量，則某個(gè)路徑上的流量計(jì)算公式：
[0059]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064] 實(shí)施例3
[0065] 作為實(shí)施例1或2的補(bǔ)充，多業(yè)務(wù)路由的多目標(biāo)決策問題，是指在可行鏈路域中，根 據(jù)當(dāng)前鏈路狀態(tài)以及業(yè)務(wù)QoS要求，如何獲得最優(yōu)可行鏈路域v '是通過：
[0066]
[0067] 其中，屬性函數(shù)集？=^132，...，匕}中心用于評(píng)價(jià)每條鏈路的第」個(gè)鏈路屬性，艮口 aij = f j(Vi)，i = 1，2，…，m，j = 1，2，…，η; 表示第i類業(yè)務(wù)第j個(gè)屬性的理想值，appr表示 求逼近;不同QoS業(yè)務(wù)對(duì)于鏈路屬性的要求強(qiáng)度不同，即wk= (W1，w2，. . .，wn)表示第k類業(yè)務(wù) 對(duì)于n個(gè)屬性的要求程度，滿足?11; d，Wj表示某類業(yè)務(wù)的第j個(gè)鏈路屬性權(quán)值，Vi屬于鏈 /^1 路集。
[0068] 實(shí)施例4
[0069] 作為實(shí)施例3的補(bǔ)充說明，基于業(yè)務(wù)特征的權(quán)值計(jì)算，把η個(gè)屬性的重要性成對(duì)比 較，把第Ρ個(gè)屬性對(duì)第q個(gè)屬性的相對(duì)重要性記為α Μ，并認(rèn)為，這就是屬性Ρ的權(quán)Wp和屬性q的 權(quán)Wq之比的近似值，aM=Wp/ W(1，η個(gè)目標(biāo)成對(duì)比較的結(jié)果形成矩陣A。
[0070]
[0071] 基于業(yè)務(wù)特祉的儀里是指弟1個(gè)屬性時(shí)延的儀Wi和第2個(gè)屬性剩余帶寬的權(quán)w2之 比記為α?2，第2個(gè)屬性剩余帶寬的權(quán)W2和第3個(gè)屬性誤包率的權(quán)W3之比記為C123，以此類推，構(gòu) 成決策矩陣。
[0072] 作為進(jìn)一步補(bǔ)充的：（A-nI)w = 0,式中I是單位矩陣，若矩陣Α中的值估計(jì)準(zhǔn)確， 上式等于0，求出權(quán)值系數(shù)w，若估計(jì)不夠準(zhǔn)確，則A中元素的攝動(dòng)代表本征值的攝動(dòng)，于是 有
[0073] A w = Amaxw
[0074] 式中Amax是矩陣A的最大本征值，根據(jù)該式求得本征向量即權(quán)向量w= [W1，W2，…， Wn] 〇
[0075] 作為進(jìn)一步補(bǔ)充的，為了判定矩陣Α在此方法中的科學(xué)性，引入一致性比率 consistence rate，CR的概念，用一致性指標(biāo)cons is tence index，CI 與隨機(jī)指標(biāo) random index，RI的比值來表示，判定矩陣A是否被接受:<2/ :二j，對(duì)于階數(shù)為n的矩陣對(duì)應(yīng)的 B-1 RI值如下：
[0076]
[0077] 若比率CR>0.1，說明各元素 apq的估計(jì)一致性太差，應(yīng)重新估計(jì)。若CR〈0.1，可認(rèn)為 aPq的估計(jì)基本一致，可用上式求得w。
[0078] 實(shí)施例5
[0079] 對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步補(bǔ)充:在路由選擇的開始階段，首先根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的拓 撲結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)間片劃分，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)分類計(jì)算權(quán)值系數(shù)，對(duì)可行鏈路V= { VI，V2，…Vp } 運(yùn)用優(yōu)選法對(duì)鏈路集合進(jìn)行篩選，淘汰一些處于劣勢(shì)的鏈路方案，得到篩選后的鏈路集合 V'= {V1，V2, ···％}，q彡P(guān)，路由過程中，對(duì)可行鏈路進(jìn)行針對(duì)不同業(yè)務(wù)的矩陣評(píng)估，然后求出 目標(biāo)函數(shù)的理想鏈路，在路徑集中找出最接近理想鏈路的路徑從而得到問題的帕累托最優(yōu) 解。
[0080] 對(duì)于LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由決策問題的求解基于以下定義:可行鏈路域疒中，鏈 路/的各項(xiàng)屬性滿足&(/)^^ 1&)或&(/)彡&~)，其中的_€^，則稱/為理想鏈路：
[0081 ]對(duì)于A類業(yè)務(wù)，有鏈路<，分別都滿足時(shí)延κ (<μL； (V)、剩余帶寬K ^ (V)和 誤包率6 (V)的要求，則稱< 為多目標(biāo)最優(yōu)鏈路，最優(yōu)鏈路構(gòu)成鏈路集合，鏈路集存 在一個(gè)理想鏈路Ζ卜_^，滿足
[0082]
[0083] 同理，B類和C類業(yè)務(wù)分別有和./；(<.；)，所得到的這個(gè)理想值可能是存在著 的某條鏈路，也可能是在某幾條鏈路之間的虛擬路徑，在約束條件下，可采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃等方 法得到所需理想鏈路。
[0084] 作為更進(jìn)一步補(bǔ)充的，實(shí)際通信鏈路的性能與理想鏈路性能的差異是指兩條鏈路 屬性向量的加權(quán)歐氏距離；
[0085] 實(shí)際通信鏈路和理想通信鏈路的性能分別用η維向量 V = (V:，V;,·.·, V:)表示，則它們之間的差距為
η.
[0086] 其中wui-'Wn即為η個(gè)目標(biāo)函數(shù)的權(quán)值，滿足Σμ =1，且Wie [0，l](i = l， 1^1 2,…，n) 〇
[0087] 上述方法中約束條件是確保某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有且只有一條路徑，表示為： 是='1
[0088] 本申請(qǐng)的時(shí)間復(fù)雜度分析如下：由于針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)需計(jì)算三個(gè)屬性值，時(shí)間復(fù)雜 度0(kn)，k = 3;同時(shí)還要計(jì)算鏈路的加權(quán)歐氏距離，即0(n2);因而時(shí)間復(fù)雜度為0(n2+kn)， 其中k是需要評(píng)價(jià)的節(jié)點(diǎn)屬性數(shù)量，最終算法時(shí)間復(fù)雜度為0(n2)。
[0089]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在于，包括： Sl:衛(wèi)星s接受到數(shù)據(jù)傳輸要求，目的節(jié)點(diǎn)為d; S2:獲取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)間片，業(yè)務(wù)需求時(shí)延為a1，帶寬為a2，誤包率為a3; S3:篩選可行鏈路集合V，篩選后得到V，根據(jù)業(yè)務(wù)分類建立鏈路評(píng)價(jià)矩陣A ; S4:判斷理想鏈路/是否存在，如果存在求解結(jié)束； S5:如果理想鏈路不存在，求最接近理想鏈路的路徑V1，作為下一個(gè)通信鏈路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，在進(jìn)行步驟Sl之前把業(yè)務(wù)劃分成三種:A類是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù);B類是允許一定時(shí)延業(yè)務(wù)，C類是 可靠性敏感業(yè)務(wù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)一步規(guī)定，使A類業(yè)務(wù)高于B類業(yè)務(wù)，B類業(yè) 務(wù)高于C類業(yè)務(wù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，將衛(wèi)星運(yùn)行周期T分成η個(gè)時(shí)間片，[t0 = 0，tl]，[tl，t2]，[?2，?3]···[?η-1，tn = T];在每 個(gè)時(shí)間片內(nèi)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變，且鏈路的切換和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓辉跁r(shí)間點(diǎn)t0，tl，···，tn時(shí)刻 發(fā)生，用G(V，E)表示衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型；其中，V=MXN表示在星座中共分布于M條衛(wèi)星 軌道，每條軌道有N顆衛(wèi)星;E代表衛(wèi)星之間的星間鏈路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，月ft分別表示鏈路E1^n個(gè)屬性值，即時(shí)延、剩余帶寬和誤包率;鏈路的總時(shí) 延為：其中，用ws,d表示網(wǎng)絡(luò)中所有可能的源、目的節(jié)點(diǎn)對(duì)，則. . .，Ek，. . .，Εκ} 代表一條路徑序列，是SD節(jié)點(diǎn)之間通過K條鏈路連接;為了表示單個(gè)鏈路上的流量，令鏈路 包含函數(shù)為：式中，若路徑經(jīng)過鏈路E1Jljef~1取1，反之取0;用C表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù) 據(jù)包數(shù)量，則某個(gè)路徑H的流量卄笪公忒，5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，獲得ν'是通過： 剩余帶寬為： 誤包率為：其中，屬性函數(shù)集F={fi，f2, . . .，fn}中t用于評(píng)價(jià)每條鏈路的第j個(gè)鏈路屬性，即a^ = fj(vi)，i = l，2,…，m，j = l，2，···，n;<.表示第i類業(yè)務(wù)第j個(gè)屬性的理想值，appr表示求逼 近;不同QoS業(yè)務(wù)對(duì)于鏈路屬性的要求強(qiáng)度不同，即wk=(wi，W2,. . .，wn)表示第k類業(yè)務(wù)對(duì)于 η η個(gè)屬性的要求程度，滿足Σ11;· 表示某類業(yè)務(wù)的第j個(gè)鏈路屬性權(quán)值，Vi屬于鏈路集。 /-16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于， 鏈路評(píng)價(jià)矩罔 基于業(yè)務(wù)特征的權(quán)重是指把第1個(gè)屬性時(shí)延的權(quán)奶和第2個(gè)屬性剩余帶寬的權(quán)W2之比記 為α?2，第2個(gè)屬性剩余帶寬的權(quán)W2和第3個(gè)屬性誤包率的權(quán)W3之比記為C123，以此類推，構(gòu)成決 策矩陣。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，（A-nl)w = 0,式中I是單位矩陣，若矩陣A中的值估計(jì)準(zhǔn)確，上式等于〇,求出權(quán)值系數(shù) w，若估計(jì)不夠準(zhǔn)確，則A中元素的攝動(dòng)代表本征值的攝動(dòng)，于是有 Aw - ^maxW 式中Amax是矩陣A的最大本征值，根據(jù)該式求得本征向量即權(quán)向量W= [W1，W2,…，wn]T。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，判定矩陣A是否被接受：Ci = ，若比率CI>0.1，各元素的估計(jì)一致性太差，應(yīng)重 η -1 新估計(jì)權(quán)向量W;若CKO. 1，各元素的估計(jì)基本一致，可用上式求得權(quán)向量W。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征在 于，可行鏈路域ν'中，鏈路/的各項(xiàng)屬性滿足? 1(/)彡以4或?1(/)》以4，其中％￡1，則 稱/為理想鏈路： 對(duì)于A類業(yè)務(wù)，有鏈路< ,分別都滿足時(shí)延F1(V)、剩余帶寬F2 M2 (V)和誤包 率朽K>F3(V)的要求，則稱（為多目標(biāo)最優(yōu)鏈路，最優(yōu)鏈路構(gòu)成鏈路集合，鏈路集存在一 個(gè)理想鏈路對(duì)V〕），滿足同理，B類和C類業(yè)務(wù)分別有和。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述基于多目標(biāo)決策的LEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)路由優(yōu)化方法，其特征 在于，實(shí)際通信鏈路的性能與理想鏈路性能的差異是指兩條鏈路屬性向量的加權(quán)歐氏距 離； 實(shí)際通信鏈路和理想通信鏈路的性能分別用η維向量Vi = ( Vil，Vi2，···，Vin )和 乂…，V:)表示，則它們之間的差距為： 其中W1，W2,…
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK105897329SQ201610404021
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】楊力, 孫晶, 潘成勝, 鄒啟杰
【申請(qǐng)人】大連大學(xué)