[发明专利]一种卫星网络快照路由优化方法

说明书

本发明公开了一种卫星网络快照路由优化方法，包括如下步骤：S1.根据卫星的网络拓扑生成快照；S2.根据预设的优化期望、预设的平均业务持续时长和单个快照的持续时长确定叠加快照数目的最终值；S3.对所述最终值所确定的快照进行叠加，得到目标拓扑，并确定目标拓扑的链路权重，通过所述目标拓扑计算路由。本发明具有可有效保证在优化区间内链路稳定，从而保证在优化区间内传输稳定，减少路由切换，降低由路由切换带来的时延抖动和业务中断等优点。

技术领域

本发明涉及空间信息网络控制领域，尤其涉及一种卫星网络快照路由优化方法，特别是面向实时业务的卫星网络快照路由优化。

背景技术

卫星网络具有覆盖范围广，不受地面条件约束等优势，在远程通信和抢险救灾等方面具有特殊的地位，是实现网络全球覆盖的重要途径。与GEO(Geostationary EarthOrbit，静止轨道)卫星网络相比，中、低轨卫星网络等NGEO(Non-Geostationary EarthOrbit，非静止轨道)卫星网络具有传播时延小、功耗低等优势。

然而，在NGEO卫星网络中，卫星不断地绕轨道运动，ISL(Inter-Satellite Link，星间链路)通断状态、传播时延等不断变化，导致网络拓扑高度动态变化。为了适应这种时变的网络拓扑，NGEO卫星网络的路由必须进行频繁地切换。网络频繁的路由切换会给实时业务带来较大的时延抖动，甚至引起业务的中断，严重影响业务的服务质量。

快照路由算法是一种典型的卫星网络静态路由算法。通过利用卫星运动的可预测性和周期性，将卫星网络的动态拓扑划分为一系列拓扑快照的循环，每个快照内的网络拓扑看成是固定不变的。快照路由算法将预先计算好的各个快照的路由表上传到卫星节点，卫星节点在快照切换时刻更新路由表即可。然而，传统快照路由算法对每个快照采用最短路径算法等计算路由，存在以下缺陷：

(1)仅仅考虑了每个快照内任意卫星节点对之间的最优路由，快照之间的路由独立计算，没有考虑快照频繁切换的问题。

(2)从业务角度来看，业务从开始到结束可能经历多个快照，其路由仍然会经历频繁的切换。频繁的路由切换给实时业务带来较大的时延抖动，甚至导致业务中断。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可有效保证在优化区间内链路稳定，从而保证在优化区间内传输稳定，减少路由切换，降低由路由切换带来的时延抖动和业务中断的卫星网络快照路由优化方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种卫星网络快照路由优化方法，包括如下步骤：

S1.根据卫星的网络拓扑生成快照；

S2.根据预设的优化期望、预设的平均业务持续时长和单个快照的持续时长确定叠加快照数目的最终值；

S3.对所述最终值所确定的快照进行叠加，得到目标拓扑，并确定目标拓扑的链路权重，通过所述目标拓扑计算路由。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中采用非等时间间隔划分方法生成快照。

作为本发明的进一步改进，所述非等时间间隔划分方法为当卫星的星间链路发生变化时，生成一个快照。

作为本发明的进一步改进，步骤S2的具体步骤包括：

S2.1.根据预设的优化期望、预设的平均业务持续时长计算优化区间；

S2.2.确定在所述优化区间内所包含的、且能保证叠加快照的链路次构成的网络拓扑中任意两节点之间互相可达的快照数目的最大值，即最终值。

作为本发明的进一步改进，步骤S2.2的具体步骤包括：

S2.2.1.根据所述优化区间内所包含的连续快照数目，即所述叠加快照数目的理想值；