[发明专利]一种自组织拓扑的光通信网络系统及其拓扑自组织方法

权利要求书

1.一种自组织拓扑的光通信网络系统，包括：

路径可变网络，由预定数量的节点组成，其中每个节点可以与视距范围内的其它一个或者多个节点通过激光光束建立通信连接，从而在路径可变网络中形成通信路径，所述通信路径包括一个第一端点节点、一个第二端点节点以及至少一个中间节点；

通信负荷获取模块，用于获取预设时间段内路径可变网络中每条已有通信路径上的通信负荷量；

拓扑调度模块，与所述通信负荷获取模块连接，用于获取所述通信负荷量，并基于对所述通信负荷量的预测，生成调节路径可变网络中节点之间通信路径的调度方案；所述拓扑调度模块包括：信息存储单元，用于存储各个节点的通信容量最大允许阈值；通信负荷预测单元，用于根据从所述通信负荷获取模块取得的已有通信路径上的通信负荷量，获得预设时间段内已有通信路径上的预测通信负荷量；调度方案生成单元，用于当任意一条已有通信路径上的预测通信负荷量大于该路径中任一中间节点的通信容量最大允许阈值时，确定连接该已有通信路径的第一端点节点和第二端点节点的其它全部可选通信路径；根据所述可选通信路径的预测通信负荷量相对于该可选通信路径上的节点的通信容量最大允许阈值以及反馈量的函数关系，建立传导模型；其中，所述反馈量为对该可选通信路径的通信负荷的调节量；对所述传导模型进行迭代优化，生成调度方案；

拓扑调节模块，根据所述调度方案向所述路径可变网络中的节点发送调度信息，以令所述节点根据所述调度信息与其它节点通过激光光束建立新的通信路径；

其中，所述根据所述可选通信路径的预测通信负荷量相对于该可选通信路径上的节点的通信容量最大允许阈值以及反馈量的函数关系，建立传导模型，具体包括：

建立各条可选通信路径中预测通信负荷量c与该可选通信路径上的全部节点的预计通信容量w以及反馈量b的函数关系c＝f(w，b)；其中，每条可选通信路径中的预测通信负荷量c为c＝map(w)，函数map表示该可选通信路径中的预测通信负荷量c与该路径上的全部节点的预计通信容量w之间的映射关系，二者之间采用一个固定的映射比例来表示，因而用映射表的形式存储该映射比例；并且，每一个可选通信路径中全部节点的预计通信容量w为：其中，w_i表示可选通信路径中每个节点的预计通信容量，b_i表示每轮迭代该节点的通信容量增减的反馈量，β_i表示该节点向该通信路径中其它节点的传导系数，该系数β_i是一个与w_i对应的映射系数值，预先保存该β_i与w_i的映射表，k表示该通信路径中节点的总数量；进而，对该函数c＝f(w，b)进行迭代优化，使得最终得到的各条可选通信路径的预测通信负荷量c的平均值c’达到预先设定的阈值范围；其中，对各条路径各自的函数c＝f(w，b)，首先取当前实际的各节点通信容量和通信路径的预测通信负荷量c作为初始条件代入该函数，并且将b值设为一个初始值；进而执行迭代优化，在每一步的迭代过程中，以降低平均值c’为目标，调整各可选通信路径的节点的预计通信容量w和反馈量b，并将调整后的平均值c1’与平均值c’对比，若调整后的平均值c1’低于平均值c’，则该调度方案可取，并继续迭代，如果调整各条可选路径的b值后使c1’高于该原c’，则在下一轮迭代中以与本轮相反方式来调整各可选路径的b值；直到n次调整后的平均值cn’达到期望值，从而寻找模型的最优解。

2.根据权利要求1所述的自组织拓扑的光通信网络系统，其特征在于，在不同时间段，所述平均值的预先设定的期望值范围不同。

3.根据权利要求1所述的自组织拓扑的光通信网络系统，其特征在于，在由于中间节点中断而导致任一已有通信路径失效的情况下，所述拓扑调度模块确定连接该已有通信路径的第一端点节点和第二端点节点的至少一条可选通信路径，并根据该可选通信路径生成路径恢复方案。