[发明专利]一种基于时变图的路由规划方法

说明书

本发明属于路由通信技术领域，具体涉及一种基于时变图的路由规划方法，包括：根据网络节点和节点间的通信链路构建连续时间的时变图模型；基于所构建的时变图模型，计算模型的概率参数，并基于计算的概率参数实时更新时变图模型参数；基于更新参数后的时变图模型采用变形Dijkstra算法寻找链路概率与节点概率乘积最大的链路，得到最优的路径。本发明针对可预测性的时变网络环境建立系统模型，并采用变形Dijkstra算法寻找最优路径，充分的考虑通信网络的时变特性，有效集成和利用实时网络信息，实现了对最优路径的精准规划。

技术领域

本发明属于路由通信技术领域，具体涉及一种基于时变图的路由规划方法。

背景技术

随着“重返月球”热潮的掀起以及技术的进步，世界各国对月球有了进一步的探索需求，月球含有丰富的矿产资源和能源资源，月球资源的开发和月面基地的建立已成为世界航天活动的必然趋势。因此可以设想，未来月面探索需要月面通信网络传送消息，在月面通信中，单个通信节点的通信覆盖范围有限，可靠性低。因此，将多个通信节点连接在一起，形成通信组网，可以大大提高通信的覆盖范围和可靠性。

在月面组网中通信节点通常由固定节点和移动节点组成，如探测车、宇航员等。固定节点由于其位置固定，可以通过已有的月球勘测数据进行分析和处理，得到固定节点属性。移动节点的位置、方向是不断变化的，然而在一定时间段内，其探测范围固定且运动路径规律可提前规划，因此其节点属性也可预测。如图1所示，以探测车1为例，其探测范围是提前规划好的，如图(a)中方框所示，所以在这个时间段内，车1的运动路径是可预测的，经过t时间，车1节点仍然在一个黑色方框内移动，如图(b)所示，网络拓扑并未变化。只有当节点探测范围发生变化时，拓扑会有较大变化，如图(c)。因此，在某一时间片内，节点能耗、路径规划、运动规律等属性具有一定的可预测性，所以月面组网拓扑是可预测的，整体呈现时变特性。

在传统的路由规划方法中，未能充分的考虑通信网络的时变特性，未能有效集成和利用实时网络信息，同时在月面通信组网中，由于节点的移动，导致不同时间片的网络拓扑是不同的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于时变图的路由规划方法，包括以下步骤：

S1：根据网络节点和节点间的通信链路构建连续时间的时变图模型；

S2：基于所构建的时变图模型，计算模型参数经过t时间后当前传输链路仍然可以满足链路可用的概率、当前节点剩余缓存队列可以缓存接收到数据包的概率以及当前存储链路可以缓存上一时刻节点数据包概率，并基于计算的概率参数实时更新时变图模型参数；

S3：基于更新参数后的时变图模型采用变形Dijkstra算法选取一条最优的路径。

本发明的有益效果：

1.提高网络拓扑结构的可扩展性：本发明通过时变图可以灵活地表示网络拓扑结构，能够支持网络拓扑结构的不断变化和扩展，从而避免了传统路由规划方法中由于网络拓扑结构变化导致的路由环路和网络崩溃等问题。

2.提高路由规划的效率：本发明提供的基于时变图的路由规划方法采用了动态规划的思想，通过对时变图进行动态规划，能够快速地规划出最优的路由路径，提高了路由规划的效率。

3.提高网络的可靠性：本发明提供的基于时变图的路由规划方法能够通过对网络拓扑结构的不断变化和扩展进行灵活应对，从而保证了路由路径的可靠性和稳定性，提高了网络的可靠性。

附图说明

图1为月面组网示意图；

图2为网络拓扑图模型示意图；

图3为链路概率图；

图4为本发明实施例中最优路径寻找过程示意图。

具体实施方式