[发明专利]一种基于负载感知的多层卫星网络路由方法

权利要求书

1.一种基于负载感知的多层卫星网络路由方法，其特征在于，所述基于负载感知的多层卫星网络路由方法利用多层卫星网络层次化构架来对网络的负载进行周期性地感知，并根据收集的负载信息来动态地调整业务在MEO层和LEO层的分流比例，达到网络的负载均衡，通过将业务的QoS需求与网络的结构特性相匹配，在网络业务负载较重时最先分流对时延要求最低的业务，从MEO层传输，而时延敏感业务始终从LEO层传输；

所述基于负载感知的多层卫星网络路由方法具体包括以下步骤：

步骤一，每个MEO节点M_u依据星上提前存储的网络拓扑Γ(t)构建以自己为簇首节点的分簇C_u(t)；

步骤二，每个簇内进行信息交换，簇首MEO节点M_u收集C_u(t)簇内LEO节点的外部新到达的业务流λ_ui(t)以及平均排队时延Q_ij(t)信息，并依据构建相应的路由子图

步骤三，构建全局路由图RG(t)＝{V_t,E_t,w(i,j)}，其中，V_t为全局路由图RG(t)中的节点集合，E_t为连接点的链路集合，w(i,j)为链路集合中所有链路的代价；

步骤四，每个MEO节点M_u为C_u(t)簇内LEO节点L_ui计算最优分流因子χ_u(t)；

步骤五，每个MEO节点M_u根据全局路由图RG(t)使用Dijkstra算法或Bellman-Ford算法得到C_u(t)簇内每个节点的最短路径，并构建路由表对于簇首M_u节点，最终的路由表而对于簇内LEO节点L_ui，若χ_u(t)＝0，则最终路由表若χ_u(t)＞0，则部分业务的下一跳节点为簇首节点M_u；

步骤六，当前LEO节点L_ui根据路由表RT_ui(t)为不同类型的业务计算最终的分流比例χ_uA(t)、χ_uB(t)、χ_uC(t)并选择相应路由，当前MEO节点M_u则根据路由表RT_u(t)将数据传输至下一跳节点；

步骤七，在经过一个拓扑更新周期ΔT的时间后，网络中每个节点开始重新执行上述步骤一～步骤六，保证周期性地更新链路代价信息，进而动态调整路由选择，达到网络的负载均衡并保障不同业务的QoS。

2.如权利要求1所述的基于负载感知的多层卫星网络路由方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：

第一步，基于卫星运动轨迹的可预测性和周期性，所有MEO节点提前计算并在星上存储网络在第t个拓扑更新周期内的整体拓扑结构Γ(t)；

第二步，当拓扑更新周期到达时，获取当前第t个拓扑更新周期的整体拓扑结构Γ(t)；

第三步，每个MEO节点M_u依据Γ(t)构建分簇C_u(t)，其中簇首为M_u节点，C_u(t)簇内节点由一系列符合以下条件的LEO节点L_ui组成，即L_ui节点在M_u节点覆盖范围内且节点M_u是最近的邻居MEO节点，分簇元素集合表示为：

其中|C_u|为C_u(t)簇内LEO节点的数目，L_ui节点表示C_u(t)簇内第i个LEO节点。