[发明专利]一种卫星通信网络链路利用率分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种卫星通信网络链路利用率分析方法及系统，先确定需要进行链路利用率分析的卫星通信网络模型，再建立对应于所述述卫星通信网络的随机着色Petri网模型，在随机着色Petri网模型中定义token的种类来表明数据的流向，并在变迁中限制不同种类的token的流向，最后获取卫星通信网络中所涉及的参数，并根据建立的随机着色Petri网模型计算卫星通信网络链路利用率。

技术领域

本发明涉及航天通信技术及计算机技术领域，具体地说，涉及一种基于随机着色Petri网的卫星通信网络链路利用率分析方法及系统。

背景技术

卫星通信网络由于其固有的移动性、节点可变性、参数可变性等不确定的因素，使得卫星网络的建模比较复杂。使用一般的图论知识进行建模，很难反映它的上述特点，不能清楚的描述卫星网络。目前，国内外对卫星网络的性能评价主要采用排队论和马尔可夫过程。然而，排队模型不能刻画卫星网络中信息业务的并行性、异步性等特点，因此无法对卫星通信网络链路利用率进行准确分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中排队模型不能刻画卫星网络中信息业务的并行性、异步性等特点，因此无法对卫星通信网络链路利用率进行准确分析缺陷，提供一种基于随机着色Petri网的卫星通信网络链路利用率分析方法及系统。

根据本发明的其中一方面，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种卫星通信网络链路利用率分析方法，包含如下步骤：

S1、确定需要进行链路利用率分析的卫星通信网络模型；

S2、建立对应于所述卫星通信网络的随机着色Petri网模型；在随机着色Petri网模型中定义托肯的种类来表明数据的流向，并在变迁中限制不同种类的托肯的流向；

S3、获取卫星通信网络中所涉及的参数，并根据建立的随机着色Petri网模型计算卫星通信网络链路利用率，计算公式：

链路带宽利用率＝1-(带宽库所平均托肯数)/(带宽库所总托肯数)；

式中，库所平均托肯数为系统稳定状态下库所中的平均托肯数量。

进一步地，在本发明的卫星通信网络链路利用率分析方法中，步骤S1中的卫星通信网络模型包括下述信息：卫星通信网络中有哪些节点、哪些节点之间是可以通信的及哪些节点间的链路利用率需要分析。

进一步地，在本发明的卫星通信网络链路利用率分析方法中，步骤S3中所述所涉及的参数包括如下参数：卫星通信网络中的待传输数据量、节点间传输延时及链路带宽。

进一步地，在本发明的卫星通信网络链路利用率分析方法中，系统稳定状态下库所中的平均托肯数量为根据基于蒙特卡洛仿真的方法来求解，具体通过下述步骤来求解：

A1、获取仿真次数N以及仿真轮次C，初始化变量n以及变量r；

A2、判断变量r是否大于仿真轮次C，若是则求出C轮仿真的平均托肯数平均值，若否，则执行步骤A3；

A3、根据当前标识确定可以实施的变迁，并抽样变迁延时时间；

A4、从抽样中选出延时时间最短的变迁，令该变迁实施，确定最新的标识；

A5、记录累计的库所中托肯数*延时时间以及累计的实施变迁延时时间，并将n更新为n+1；

A6、判断变量n是否大于仿真次数N，若是则执行步骤A7，否则执行步骤A3；

A7、计算本轮平均托肯数：累计库所中托肯数*延时时间/累计延时时间，初始化系统标识及其记录参数，并将r更新为r+1，并返回步骤A2。

进一步地，在本发明的卫星通信网络链路利用率分析方法中，所述随机着色Petri网模型为全双工模型。