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专利号: 2021102686129
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

S1、基于虚拟拓扑的控制策略,屏蔽卫星网络拓扑的动态性,初始化卫星集合,并将两个不直接相连的卫星的星间链路优越性记为无穷小;

S2、根据传输时延、传播时延以及排队时延的隶属度计算源节点到目标节点形成的链路的优越性;

S3、搜索卫星集合Y中所有节点与源节点之间的路径优越性,选取目前链路优越性最高的节点k,并将节点放入集合X中,并在Y中删除该节点;

S4、实时检测卫星集合中节点k周围的邻居节点的状态,并更新源节点到卫星集合Y中所有节点的链路优越性,若源节点s与节点k之间的路径不是优越性最高的路径则进行重路由;

S5、重复S3~S4,遍历所有卫星节点,直到卫星集合Y为空时,卫星集合X包括的卫星节点的链路优越性最高,获得最佳路由路径;

其中,卫星集合Y初始化后包括源节点以外的所有卫星节点;卫星集合X初始化后只包括源节点。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,基于虚拟拓扑的控制策略,屏蔽卫星网络拓扑的动态性,即基于拓扑的控制策略即将卫星运转的周期Tsys划分为一系列等长的时间间隔n,每个时间间隔内的网络拓扑用一个拓扑快照来表示,相邻的两个快照的时间间隔为 即在t=wΔt(w=0,1,2,…n)时刻刷新快照;在每一个特定的时刻,卫星的网络拓扑可视为静态,此时有一个对应的快照代表了这一时刻的网络拓扑。

3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,源节点到目标节点形成的路径的优越性评估函数表示为:其中,Lxst为从源节点s到目的节点t的路径优越性,Path(s,t)为从源节点s到目的节点t路径上包括的链路;Lxij为卫星节点i到卫星节点j的链路优越性;α1、α2以及α3分别为链路传播时延、传输时延以及排队时延隶属度的权重; 以及 分别为链路传播时延、传输时延以及排队时延的隶属度。

4.根据权利要求3所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,卫星节点i到卫星节点j的传输时延的隶属度函数 表示为:其中,Tcij为卫星节点i到卫星节点j的传输时延;Tcijmid为链路(i,j)的所传输的数据分组长度L与0.8倍的链路传输速率Vij的比值,即 Tcijmax则是链路(i,j)的所传输的数据分组长度L与0.3倍的链路传输速率Vij的比值,即

5.根据权利要求3所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,卫星节点i到卫星节点j的传播时延的隶属度函数 表示为:其中,Tdij为卫星节点i与卫星节点j之间的传播时延;Tdijmin为当卫星运行至极点区域时,星间距离与光速常量的比值;Tdijmax为低轨卫星网络能容忍的最大延迟。

6.根据权利要求5所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,卫星节点i与卫星节点j之间的传播时延表示为:其中,dij为卫星节点i与卫星节点j的链路距离,R为地球半径,h为卫星轨道高度,θ为两颗卫星与地心连线的夹角;c为光速常量。

7.根据权利要求3所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,卫星节点i到卫星节点j的排队时延的隶属度函数 表示为:其中,Tpij为卫星节点i到卫星节点j的排队时延;Tpijmax为排队时延的最大值;Tpijmid为Tpijmax的一半。

8.根据权利要求7所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,卫星节点i到卫星节点j的排队时延Tpij表示为:其中,Pci为发送缓冲队列中数据包的长度,ni为排队中的包的个数,Rij为此时卫星节点i往卫星节点j发送数据的转发速率。

9.根据权利要求3所述的一种低轨卫星网络中基于模糊逻辑的路由选择方法,其特征在于,根据源节点s与节点k之间的路径优越性判断是否需要进行重路由包括:设定传输时延、传播时延与排队时延的理论上升触发阈值分别为β1、β2、β3;

设定传输时延、传播时延与排队时延的理论下降触发阈值分别为在行星运行过程中,若存在两项或者两项以上指标触发设定的阈值,则进行重路由。