软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法、装置及设备

本技术涉及卫星网络，尤其涉及一种软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法、装置及设备。

背景技术：

1、软件定义卫星网络采用卫星交换机节点、域控制器与地面管理节点的分层网络架构，一个域内包括多个卫星节点，域控制器用于控制域内的多个卫星交换机节点；地面管理节点用于控制所有的卫星交换机节点，一个域内多个卫星交换机节点和域控制器之间的通信链路称为域内链路，多个域之间以及域与地面管理节点之间的通信链路称为域间链路。然而，软件定义卫星网络的控制需要全局信息支持。面对需要高效采集全网信息的问题，开发人员通过数据平面的可编程性，将源路由和带内网络遥测相结合，解决了软件定义卫星网络的缺点。

2、现有技术中，开发人员将源路由和带内遥测相结合，通过建立网络建模无向图，设置探测链路的起点和终点，将起点至终点的多条探测路径进行单项遍历，再按照多条探测路径的反方向进行遍历，实现链路的探测。

3、然而，现有技术中，建立无向图探测链路的方法会造成大量链路的重复探测，造成卫星链路带宽资源的占用率提高。

技术实现思路

1、本技术提供一种软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法、装置及设备，以解决现有技术中存在的卫星链路带宽资源的占用率提高的问题。

2、第一方面，本技术提供一种软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法，包括：

3、针对任一目标卫星网络，创建所述目标卫星网络的有向图模型，其中所述目标卫星网络中包括多个卫星节点，所述有向图模型用于表征各个卫星节点之间的通信链路；

4、若确定遥测任务为域间遥测，则在所述有向图模型中将连通的域间链路和卫星节点划分为一个通信组件，以确定多个通信组件；

5、按照预设的选点规则，确定每个通信组件的中心卫星节点；

6、计算每个通信组件的中心卫星节点，与陆地通信卫星节点的距离，以得到各通信组件的距离关系图；其中所述陆地通信卫星节点为所述目标卫星网络负责与地面管理节点进行通信的卫星节点；

7、根据所述距离关系图，确定各通信组件的遍历顺序；

8、根据所述各通信组件的遍历顺序生成卫星节点的冗余图；

9、通过缩环剪枝算法处理所述卫星节点的冗余图以得到缩环剪枝后的结果；

10、根据所述缩环剪枝后的结果和每个通信组件的域内目标探测链路，生成域间遥测任务的遥测路径。

11、在一种可能的设计中，所述目标卫星网络的有向图模型，为：

12、g＝<v,e,d,e′,s>

13、v＝{v0,v1,v2,…,vn-1}

14、eij∈e

15、d＝{d0,d1,d2,…dk-1}

16、

17、ek＝{eij|eij∈e,vi∈v,vj∈v}

18、vk＝{vi|vi∈dk}

19、gk＝<vk,ek>

20、式中，v表示所有的卫星节点；n为卫星总数；eij∈e表示从节点vi出发，向节点vj发送数据的通信链路；e包含卫星间的链路和卫星到地面节点的链路；d＝{d0,d1,d2,…dk-1}表示将卫星网络划分为k个互不交叉的域，每个卫星节点仅属于一个域；表示域间链路；ek＝{eij|eij∈e,vi∈v,vj∈v}表示域内链路；vk＝{vi|vi∈dk}表示域内的卫星节点集；vk域内节点和ek域内链路共同组成一个通信组件gk＝<vk,ek>；s表示和地面管理节点直接通信的卫星。

21、在一种可能的设计中，所述生成域间遥测任务的遥测路径之后，还包括：若确定遥测任务为域内遥测，则获取所述有向图模型中的奇度点，其中所述奇度点为所述目标卫星网络中包括奇数条通信链路的卫星节点；根据预设的算法移除所述奇度点对应的通信链路，得到域内链路子图；根据所述域内链路子图生成域内链路无向图；根据欧拉算法处理所述域内链路无向图，得到域内探测路径；根据所述域内探测路径生成域内遥测任务的遥测路径。

22、在一种可能的设计中，所述根据所述各通信组件的遍历顺序生成卫星节点的冗余图，包括：根据所述各通信组件的遍历顺序更新所述各通信组件内的卫星连接点，得到可行探测路径；根据优化算法移除所述可行探测路径中的目标探测链路，生成卫星节点的冗余图。

23、在一种可能的设计中，所述通过缩环剪枝算法处理所述卫星节点的冗余图以得到缩环剪枝后的结果，包括：获取所述卫星节点的冗余图中记录的各通信组件；计算所述各通信组件中的卫星节点，与陆地通信卫星节点的距离，以得到卫星节点的距离关系图；根据所述卫星节点的距离关系图，通过缩环剪枝算法合并每个通信组件中的卫星节点，得到缩环剪枝结果。

24、第二方面，本技术提供一种软件定义卫星网络的遥测路径的确定装置，包括：

25、创建模块，用于针对任一目标卫星网络，创建所述目标卫星网络的有向图模型，其中所述目标卫星网络中包括多个卫星节点，所述有向图模型用于表征各个卫星节点之间的通信链路；

26、划分模块，用于若确定遥测任务为域间遥测，则在所述有向图模型中将连通的域间链路和卫星节点划分为一个通信组件，以确定多个通信组件；

27、第一确定模块，用于按照预设的选点规则，确定每个通信组件的中心卫星节点；

28、计算模块，用于计算每个通信组件的中心卫星节点，与陆地通信卫星节点的距离，以得到各通信组件的距离关系图；其中所述陆地通信卫星节点为所述目标卫星网络负责与地面管理节点进行通信的卫星节点；

29、第二确定模块，用于根据所述距离关系图，确定各通信组件的遍历顺序；

30、第一生成模块，用于根据所述各通信组件的遍历顺序生成卫星节点的冗余图；

31、第一处理模块，用于通过缩环剪枝算法处理所述卫星节点的冗余图以得到缩环剪枝后的结果；

32、第二生成模块，用于根据所述缩环剪枝后的结果和每个通信组件的域内目标探测链路，生成域间遥测任务的遥测路径。

33、在一种可能的设计中，所述目标卫星网络的有向图模型，为：

34、g＝<v,e,d,e′,s>

35、v＝{v0,v1,v2,…,vn-1}

36、eij∈e

37、d＝{d0,d1,d2,…dk-1}

38、

39、ek＝{eij|eij∈e,vi∈v,vj∈v}

40、vk＝{vi|vi∈dk}

41、gk＝<vk,ek>

42、式中，v表示所有的卫星节点；n为卫星总数；eij∈e表示从节点vi出发，向节点vj发送数据的通信链路；e包含卫星间的链路和卫星到地面节点的链路；d＝{d0,d1,d2,…dk-1}表示将卫星网络划分为k个互不交叉的域，每个卫星节点仅属于一个域；表示域间链路；ek＝{eij|eij∈e,vi∈v,vj∈v}表示域内链路；vk＝{vi|vi∈dk}表示域内的卫星节点集；vk域内节点和ek域内链路共同组成一个通信组件gk＝<vk,ek>；s表示和地面管理节点直接通信的卫星。

43、第三方面，本技术提供一种终端设备，包括：

44、至少一个处理器和存储器；

45、所述存储器存储计算机执行指令；

46、所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法。

47、第四方面，本技术提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法。

48、第五方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法。

49、本技术提供的软件定义卫星网络的遥测路径的确定方法、装置及设备，通过创建目标卫星网络的有向图模型，若确定遥测任务为域间遥测，则在有向图模型中将连通的域间链路和卫星节点划分为一个通信组件，选取每个通信组件的中心卫星节点，计算每个中心卫星节点与陆地通信卫星节点的距离以及各中心卫星节点间的距离，得到距离关系图，根据距离关系图确定各通信组件的遍历顺序，生成卫星节点的冗余图，通过缩环剪枝算法处理卫星节点的冗余图得到缩环剪枝后的结果，并根据缩环剪枝后的结果和每个通信组件的域内目标探测链路生成域间遥测任务的遥测路径，与现有技术相比，避免了对无向图对通信链路的重复探测，降低了卫星链路带宽资源的占用率。