软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法技术

本发明专利技术公开了一种软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，所述方法包括：获取软件定义的天地一体化网络的卫星节点和网关节点，并根据所述卫星节点和所述网关节点，构建无向图；计算所述天地一体化网络的总能耗值；基于预设的改进的模拟退火算法和所述无向图，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案，以实现对总能耗值的优化。本发明专利技术实施例通过改进的模拟退火算法和无向图，对软件定义的天地一体化网络中卫星的控制器进行数量和位置的部署，以使天地一体化网络的总能耗值最小，从而延长卫星的寿命。从而延长卫星的寿命。从而延长卫星的寿命。

【技术实现步骤摘要】
软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法


[0001]本专利技术涉及卫星网络
，尤其涉及的是软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法。

技术介绍

[0002]由于通信带来的能源消耗占比越来越大以及建造和发射卫星的成本极高，发展节能的网络，延长卫星的寿命显得十分重要。天地一体化网络由于融合地面5G网络和卫星网络，不同网络域的各种硬件设备造成的整个融合网络的异构问题，很难去进行管理和操作，使得天地一体化网络的能源不受限制的使用，导致卫星迅速老化。
[0003]因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，旨在解决现有技术中天地一体化网络由于融合地面5G网络和卫星网络，不同网络域的各种硬件设备造成的整个融合网络的异构问题，很难去进行管理和操作，使得天地一体化网络的能源不受限制的使用，导致卫星迅速老化的问题。
[0005]本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供一种软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其中，所述方法包括：获取软件定义的天地一体化网络的卫星节点和网关节点，并根据所述卫星节点和所述网关节点，构建无向图；计算所述天地一体化网络的总能耗值；基于预设的改进的模拟退火算法和所述无向图，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案，以实现对总能耗值的优化。
[0006]在一种实现方式中，所述根据所述卫星节点和所述网关节点，构建无向图包括：将所述卫星节点和所述网关节点作为网络节点；将网络节点之间的链路作为网络链路；将所述网络节点和所述网络链路组成无向图。
[0007]在一种实现方式中，所述计算所述天地一体化网络的总能耗值包括：获取交换机的发送速率和接收速率；其中，所述交换机位于卫星节点中；根据所述发送速率和所述接收速率，得到第四能耗值；根据所述第四能耗值，得到所述天地一体化网络的总能耗值。
[0008]在一种实现方式中，所述根据所述发送速率和所述接收速率，得到第四能耗值包括：根据所述发送速率和所述接收速率，得到交换机的发送数据的第一能耗值和交换
机的接收数据的第二能耗值；基于预设的第二函数获取交换机的处理数据的第三能耗值；将所述第一能耗值、所述第二能耗值和所述第三能耗值进行相加，得到第四能耗值。
[0009]在一种实现方式中，所述根据所述发送速率和所述接收速率，得到交换机的发送数据的第一能耗值和交换机的接收数据的第二能耗值包括：基于所述发送速率和预设的函数获取交换机的发送数据的第一能耗值；基于所述接收速率和所述预设的函数获取交换机的接收数据的第二能耗值。
[0010]在一种实现方式中，所述根据所述第四能耗值，得到所述天地一体化网络的总能耗值包括：获取网关节点与卫星节点之间的第五能耗值；将所述第四能耗值和所述第五能耗值进行相加，得到所述天地一体化网络的总能耗值。
[0011]在一种实现方式中，所述预设的改进的模拟退火算法包括贪心算法和模拟退火算法；所述基于预设的改进的模拟退火算法和所述无向图，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案，以实现对总能耗值的优化包括：获取卫星的控制器的部署数量；计算任意两个网络节点之间的第六能耗值；根据所述第六能耗值、所述卫星的控制器的部署数量、所述无向图和所述贪心算法，得到第一控制器集合、第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值；基于所述模拟退火算法、所述第一控制器集合、所述第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案。
[0012]在一种实现方式中，所述根据所述第六能耗值、所述卫星的控制器的部署数量、所述无向图和所述贪心算法，得到第一控制器集合、第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值包括：初始化所述贪心算法的原始集合；遍历天地一体化网络中的所述无向图的每个网络节点，将所述网络节点归类至原始集合，得到第二控制器集合；根据所述第二控制器集合和所述第六能耗值获取第二控制器集合对应的第七能耗值；将最小的第七能耗值对应的第二控制器集合作为第一控制器集合；将最小的第七能耗值作为第一控制器集合对应的最小能耗值；当所述第一控制器集合不等于预设阈值时，则返回执行遍历天地一体化网络中的所述无向图的每个网络节点，将所述网络节点归类至原始集合，得到第二控制器集合的步骤；当所述第一控制器集合等于预设阈值时，将所述第一控制器集合对应的网络节点的部署作为第一控制器部署方案。
[0013]在一种实现方式中，所述基于所述模拟退火算法、所述第一控制器集合、所述第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值，对卫星的控制器进行部署，得到控
制器的目标部署方案包括：初始化所述贪心算法的原始集合；将所述无向图和卫星的控制器的部署数量输入模拟退火算法；初始化所述模拟退火算法的预设的参数；将所述第一控制器集合中的控制器进行随机替换一个，得到第三控制器集合；遍历更新后的所述第一控制器部署方案，并计算更新后的所述第一控制器部署方案对应的第八能耗值；根据所述第三控制器集合、第一控制器集合对应的最小能耗值和所述第八能耗值，得到控制器的目标部署方案。
[0014]在一种实现方式中，所述根据所述第三控制器集合、第一控制器集合对应的最小能耗值和所述第八能耗值，得到控制器的目标部署方案包括：将所述第八能耗值减去第一控制器集合对应的最小能耗值，得到第一差值；根据第一差值获取第一概率值；当所述第一差值小于或者等于0时，则将第三控制器集合作为目标控制器集合；当所述第一差值大于0，且所述第一概率值大于预设的概率阈值时，将第三控制器集合作为目标控制器集合；当所述第一差值大于0，且所述第一概率值小于预设的概率阈值时，将第一控制器集合作为目标控制器集合；当所述模拟退火算法满足预设的条件时，则停止执行迭代，将所述目标控制器集合对应的网络节点的部署作为控制器的目标部署方案；当所述模拟退火算法不满足预设的条件时，重复执行将所述第一控制器集合中的控制器进行随机替换一个，得到第三控制器集合的步骤。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供一种软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署装置，其中，所述装置包括：无向图构建模块，用于获取软件定义的天地一体化网络的卫星节点和网关节点，并根据所述卫星节点和所述网关节点，构建无向图；总能耗值计算模块，用于计算所述天地一体化网络的总能耗值；控制器的目标部署方案得到模块，用于基于预设的改进的模拟退火算法和所述无向图，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案，以实现对总能耗值的优化。第三方面，本专利技术实施例还提供一种智能终端，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行如上述任意一项所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法。
[0016]第四方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述方法包括：获取软件定义的天地一体化网络的卫星节点和网关节点，并根据所述卫星节点和所述网关节点，构建无向图；计算所述天地一体化网络的总能耗值；基于预设的改进的模拟退火算法和所述无向图，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案，以实现对总能耗值的优化。2.根据权利要求1所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述根据所述卫星节点和所述网关节点，构建无向图包括：将所述卫星节点和所述网关节点作为网络节点；将网络节点之间的链路作为网络链路；将所述网络节点和所述网络链路组成无向图。3.根据权利要求1所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述计算所述天地一体化网络的总能耗值包括：获取交换机的发送速率和接收速率；其中，所述交换机位于卫星节点中；根据所述发送速率和所述接收速率，得到第四能耗值；根据所述第四能耗值，得到所述天地一体化网络的总能耗值。4.根据权利要求3所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述根据所述发送速率和所述接收速率，得到第四能耗值包括：根据所述发送速率和所述接收速率，得到交换机的发送数据的第一能耗值和交换机的接收数据的第二能耗值；基于预设的第二函数获取交换机的处理数据的第三能耗值；将所述第一能耗值、所述第二能耗值和所述第三能耗值进行相加，得到第四能耗值。5.根据权利要求4所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述根据所述发送速率和所述接收速率，得到交换机的发送数据的第一能耗值和交换机的接收数据的第二能耗值包括：基于所述发送速率和预设的函数获取交换机的发送数据的第一能耗值；基于所述接收速率和所述预设的函数获取交换机的接收数据的第二能耗值。6.根据权利要求3所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述根据所述第四能耗值，得到所述天地一体化网络的总能耗值包括：获取网关节点与卫星节点之间的第五能耗值；将所述第四能耗值和所述第五能耗值进行相加，得到所述天地一体化网络的总能耗值。7.根据权利要求2所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述预设的改进的模拟退火算法包括贪心算法和模拟退火算法；所述基于预设的改进的模拟退火算法和所述无向图，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案，以实现对总能耗值的优化包括：获取卫星的控制器的部署数量；计算任意两个网络节点之间的第六能耗值；
根据所述第六能耗值、所述卫星的控制器的部署数量、所述无向图和所述贪心算法，得到第一控制器集合、第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值；基于所述模拟退火算法、所述第一控制器集合、所述第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值，对卫星的控制器进行部署，得到控制器的目标部署方案。8.根据权利要求7所述的软件定义的天地一体化网络能耗优化的控制器部署方法，其特征在于，所述根据所述第六能耗值、所述卫星的控制器的部署数量、所述无向图和所述贪心算法，得到第一控制器集合、第一控制器部署方案和第一控制器集合对应的最小能耗值包括：初始化所述贪心算法的原始集合；遍历天地一体化网络中的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雨，常晨，望育梅，姚望，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：