基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法技术

基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法，包括：卫星s接受到数据传输要求，目的节点为d；获取拓扑结构时间片，业务需求时延为a1，带宽为a2，误包率为a3；筛选可行链路集合V，筛选后得到V′，根据业务分类建立链路评价矩阵Α；判断理想链路v*是否存在，如果存在求解结束；如果理想链路v*不存在，求最接近理想链路的路径vi，作为下一个通信链路。针对当前业务和实时的链路状态为业务选择合适的路径，保证卫星网络资源整体利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LEO卫星网络领域，具体说是一种基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法。
技术介绍
随着卫星网络技术的不断发展，低轨卫星系统已能较好地实现全球移动通信。具有星间链路的LEO卫星网络能实现全球覆盖，与GEO卫星网络相比，它能够有效降低传输时延，减少卫星对地面节点的依赖，并能够更好地支持地面移动终端。但LEO卫星网络不同于一般的地面网络，它具有高误码率、长时延等空间通信的特点，与此同时，卫星网络业务类型不同，其对端到端传输时延、传输带宽等服务的需求也有所不同，因此卫星网络中不仅要满足不同业务传输的QoS参数要求，而且还需尽可能地提高网络传输效率，充分利用网络资源。而针对QoS所提出的路由，无论是按需路由还是流量分配路由，大多都是考虑某一种或两种链路属性来决定，从而忽略其他约束条件，这样容易导致网络的局部负载过大。因此，路由算法需要在兼顾多约束条件的情况下,尽量平衡地利用网络资源。目前，有关LEO卫星网络的路由算法中考虑链路状态特征的算法有：一种应用于节点的精确负载均衡explicit load balancing,ELB策略，它根据下一跳链路的时延，当节点出现链路数据拥塞时，发送信号给邻居节点，邻节点选择次优路径，从而减少网络拥塞。一种受限最短路径优先constraints shortest path first,CSPF算法,这是一种改进的最短路径优先算法，它为了避免网络或节点拥塞，将链路带宽的反比定义链路权重，根据业务的特定要求，在链路状态数据库的基础上，得到最终最短路径。多路径QoS路由算法multi-path QoS routing，MPQR是当卫星收到传输请求时，计算同时满足时延和带宽限制的最优路径。此外，考虑QoS业务分类的算法有：根据业务分类，一种多服务按需路由协议multiservice on-demand routing,MOR，它单独对各类服务流量进行路由。一种多业务类QoS路由算法multi-class QoS routing,MQoSR，该算法根据时延和带宽将业务分为两类，利用相对空闲链路来减少链路拥塞。由于这些算法有的只考虑链路状态信息，有的只考虑到业务分类，有针对当前业务和实时的链路状态为业务选择合适的路径，这样很难保证卫星网络资源整体利用率。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺点和不足，本专利技术提供了一种基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法，针对当前业务和实时的链路状态为业务选择合适的路径，保证卫星网络资源整体利用率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法，包括：S1：卫星s接受到数据传输要求，目的节点为d；S2：获取拓扑结构时间片，业务需求时延为a1，带宽为a2，误包率为a3；S3：筛选可行链路集合V，筛选后得到V′，根据业务分类建立链路评价矩阵Α；S4：判断理想链路v*是否存在，如果存在求解结束；S5：如果理想链路v*不存在，求最接近理想链路的路径vi，作为下一个通信链路。进一步的，在进行步骤S1之前把业务划分成三种：A类是实时业务；B类是允许一定时延业务；C类是可靠性敏感业务；在此基础上对业务的优先级进一步规定，使A类业务高于B类业务，B类业务高于C类业务。进一步的，将卫星运行周期T分成n个时间片,[t0＝0,t1],[t1,t2],[t2,t3]…[tn-1,tn＝T]；在每个时间片内，拓扑结构不变，且链路的切换和网络拓扑的变化只在时间点t0,t1,…,tn时刻发生，用G(V,E)表示卫星网络拓扑结构模型；其中，V＝M×N表示在星座中共分布于M条卫星轨道，每条轨道有N颗卫星；E代表卫星之间的星间链路。进一步的，用来分别表示链路Ek的n个属性值,即时延、剩余带宽和误包率；链路的总时延为：a1=Σk=1K(aEk1·θEkQ(ws,d))]]>其中，用ws,d表示网络中所有可能的源、目的节点对，则Q(ws,d)＝{E1,E2,…,Ek,…,EK本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法，其特征在于，包括：S1：卫星s接受到数据传输要求，目的节点为d；S2：获取拓扑结构时间片，业务需求时延为a1，带宽为a2，误包率为a3；S3：筛选可行链路集合V，筛选后得到V′，根据业务分类建立链路评价矩阵Α；S4：判断理想链路v*是否存在，如果存在求解结束；S5：如果理想链路不存在，求最接近理想链路的路径vi，作为下一个通信链路。

【技术特征摘要】
1.一种基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法，其特征在于，包括：S1：卫星s接受到数据传输要求，目的节点为d；S2：获取拓扑结构时间片，业务需求时延为a1，带宽为a2，误包率为a3；S3：筛选可行链路集合V，筛选后得到V′，根据业务分类建立链路评价矩阵Α；S4：判断理想链路v*是否存在，如果存在求解结束；S5：如果理想链路不存在，求最接近理想链路的路径vi，作为下一个通信链路。2.根据权利要求1所述基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法，其特征在于，在进行步骤S1之前把业务划分成三种：A类是实时业务；B类是允许一定时延业务，C类是可靠性敏感业务，在此基础上对业务的优先级进一步规定，使A类业务高于B类业务，B类业务高于C类业务。3.根据权利要求1所述基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由优化方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨力，孙晶，潘成胜，邹启杰，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21