CN105262534B - 一种适用于卫星通信网络的路由方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种适用于卫星通信网络的路由方法和装置，方案包括：根据当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，确定链路初始值，进而确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，以及包括当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的关键路径的关键路径集，通过对链路初始值、链路冲突度以及链路利用率综合考虑，建立通信路径。应用本发明实施例能够更好的均衡负载，提高卫星通信网络对业务请求的接受能力，提高资源利用率。

Description

一种适用于卫星通信网络的路由方法和装置

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种适用于卫星通信网络的路由方法和装置。

背景技术

近年来，卫星通信网络发展迅速，其终端用户数量及业务类型的不断增加，对卫星通信网络的性能要求越来越高。多协议标签交换MPLS技术为卫星通信网络提供了一套体系架构，能够将传输控制协议/网际协议TCP/IP框架中的网络层和链路层相结合，使所有针对网络层的复杂操作都能映射为对具有固定长度的标签的操作，解决了网际协议IP和承载网络互交问题。基于MPLS的流量工程技术MPLS-TE能够实现传统IP服务与服务质量Qos的统一，能更好地均衡卫星通信网络的网络负载，提升卫星通信网络的资源利用率。其中，路由计算是MPLS-TE研究中至关重要的部分，解决了从源端到目的端的业务传输路径。

现有技术中，MPLS-TE路由计算基于链路带宽、时延以及误码率这些基本状态信息，而影响卫星通信网络的通信过程的信息不只包含这些基本状态信息，因此，现有技术无法对卫星通信网络进行整体的观测监督，使得在资源有限的卫星通信网络中，资源利用率较低。

发明内容

本发明实施例公开了一种适用于卫星通信网络的路由方法和装置，能更好的均衡负载，提高卫星通信网络对业务请求的接受能力，提高资源利用率。具体方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种适用于卫星通信网络的路由方法，所述方法包括步骤：

在接收到关于源节点到目的节点的路由请求后，获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率；

根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值；

基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

根据所述关键路径，确定关键路径集，其中，所述关键路径集由当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的所述关键路径组成；

根据每条链路是否属于所述关键路径集以及是否属于当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径，分别确定每条链路的链路冲突度；

将每条链路当前的已用带宽与所对应总带宽的百分比确定为相应链路的链路利用率；

根据每条链路的所述链路初始值、所述链路冲突度以及所述链路利用率，分别计算每条链路的链路综合权重值；

确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，从所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中选取链路综合权重之和最小的路径作为最优路径，并基于所选择的最优路径建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径。

较佳的，所述根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值，包括：

从所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率中，确定数值最大的目标当前剩余带宽、数值最小的目标当前时延以及数值最小的目标当前误码率；

分别计算所述目标当前剩余带宽与每条链路的当前剩余带宽的第一百分比、当前时延与所述目标当前时延的第二百分比，以及当前误码率与所述目标当前误码率的第三百分比的对数；

利用预定公式计算每条链路的链路初始值，其中，所述预定公式为：

其中，(u,v)表示当前链路，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，表示第一百分比，表示第二百分比，表示第三百分比的对数，α、β、γ分别表示第一百分比、第二百分比和第三百分比的对数分别相对应的第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数。

较佳的，所述基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，包括：

根据所述链路初始值，按照迪杰斯特拉Dijkstra算法，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

所述关键路径包括：根据所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径各自包含的链路的链路初始值之和，确定所述链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径为该源节点与目的节点的关键路径。

较佳的，所述计算每条链路的链路综合权重值，所利用的公式包括：

W(u,v)＝W₀(u,v)+λ₁·δ(u,v)+λ₂·U(u,v)；

其中，(u,v)表示当前链路，W(u,v)表示当前链路的链路综合权重，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，δ(u,v)表示当前链路的链路冲突度，U(u,v)表示当前链路的利用率，λ₁表示当前链路的链路冲突度所对应的第四权重系数，λ₂表示当前链路利用率的第五权重系数。

较佳的，本发明实施例所提供的一种适用于卫星通信网络的路由方法，还包括：

建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径后，从所述通信路径中包含的每条链路的当前剩余带宽中减去本次通信所占用的带宽，实时更新剩余带宽、时延以及误码率。

第二方面，本发明实施例还提供了一种适用于卫星通信网络的路由装置，所述装置包括：

信息获取模块：用于在接收到关于源节点到目的节点的路由请求后，获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率；

链路初始值计算模块：用于根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值；

关键路径确定模块：用于基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

关键路径集确定模块：用于根据所述关键路径，确定关键路径集，其中，所述关键路径集由当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的所述关键路径组成；

链路冲突度确定模块：用于根据每条链路是否属于所述关键路径集以及是否属于当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径，分别确定每条链路的链路冲突度；

链路利用率确定模块：用于将每条链路当前的已用带宽与所对应总带宽的百分比确定为相应链路的链路利用率；

链路综合权重值计算模块：用于根据每条链路的所述链路初始值、所述链路冲突度以及所述链路利用率，分别计算每条链路的链路综合权重值；

通信路径建立模块：用于确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，从所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中选取链路综合权重之和最小的路径作为最优路径，并基于所选择的最优路径建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径。

较佳的，所述链路初始值计算模块，具体用于：

从所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率中，确定数值最大的目标当前剩余带宽、数值最小的目标当前时延以及数值最小的目标当前误码率；

分别计算所述目标当前剩余带宽与每条链路的当前剩余带宽的第一百分比、当前时延与所述目标当前时延的第二百分比，以及当前误码率与所述目标当前误码率的第三百分比的对数；

利用预定公式计算每条链路的链路初始值，其中，所述预定公式为：

其中，(u,v)表示当前链路，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，表示第一百分比，表示第二百分比，表示第三百分比的对数，α、β、γ分别表示第一百分比、第二百分比和第三百分比的对数分别相对应的第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数。

较佳的，所述关键路径确定模块，具体用于：

根据所述链路初始值，按照迪杰斯特拉Dijkstra算法，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

所述关键路径包括：根据所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径各自包含的链路的链路初始值之和，确定所述链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径为该源节点与目的节点的关键路径。

较佳的，所述链路综合权重值计算模块所利用的公式包括：

W(u,v)＝W₀(u,v)+λ₁·δ(u,v)+λ₂·U(u,v)；

其中，(u,v)表示当前链路，W(u,v)表示当前链路的链路综合权重，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，δ(u,v)表示当前链路的链路冲突度，U(u,v)表示当前链路的利用率，λ₁表示当前链路的链路冲突度所对应的第四权重系数，λ₂表示当前链路利用率的第五权重系数。

较佳的，本发明实施例所提供的一种适用于卫星通信网络的路由装置还包括更新模块；

所述更新模块：用于建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径后，从所述通信路径中包含的每条链路的当前剩余带宽中减去本次通信所占用的带宽，实时更新剩余带宽、时延以及误码率。

与现有技术相比，本发明实施例先根据当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，确定链路初始值，再根据链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，然后确定包括当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的关键路径的关键路径集，与现有技术不同，本发明实施例通过对链路初始值、链路冲突度以及链路利用率的综合考虑，建立通信路径，实现了对卫星网络的整体观测监督，更好的均衡了负载，提高了卫星通信网络对业务请求的接受能力，提高了资源利用率。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种适用于卫星通信网络的路由方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种适用于卫星通信网络的路由装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术，本发明实施例提供了一种适用于卫星通信网络的路由方法和装置，可以实现对卫星网络的整体观测监督，更好的均衡负载，提高卫星通信网络对业务请求的接受能力，提高资源利用率。

下面首先对本发明实施例所提供的一种适用于卫星通信网络的路由方法进行介绍。

需要说明的是，本发明实施例所提供的一种适用于卫星通信网络的路由方法可以应用于路由设备或其他负责路由的设备，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

S101：获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率；

具体的，在获得关于源节点至目的节点的通信请求后，为了建立源节点到目的节点的通信路径，可以首先获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，其中，该每条链路的当前剩余带宽为每条链路的总带宽减去当前占用带宽，其中，每条链路的总带宽、当前占用带宽、当前时延以及当前误码率都可以采用现有技术获得，在此不作赘述。

需要说明的是，在实际应用中，该卫星通信网络中可能存在未在线的或工作状态不正常的路由节点，为保证通信的正常进行，通过该路由节点的链路就不能被作为备选链路，即在获取卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率时，可以不考虑该类包含未在线的或工作状态不正常的路由节点的链路。

S102：根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算该每条链路的链路初始值；

需要说明的是，计算该每条链路的链路初始值可以有多种方法，可以将该当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率统一单位后，根据设置的权重系数，计算链路的链路初始值，本发明并不对计算每条链路的链路初始值的方法进行限定。

具体的，本发明实施例中所述根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算该每条链路的链路初始值，可以包括：

从所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率中，确定数值最大的目标当前剩余带宽、数值最小的目标当前时延以及数值最小的目标当前误码率；

分别计算该目标当前剩余带宽与每条链路的当前剩余带宽的第一百分比、当前时延与该目标当前时延的第二百分比，以及当前误码率与该目标当前误码率的第三百分比的对数；

利用预定公式计算每条链路的链路初始值，其中，所述预定公式为：

其中，(u,v)表示当前链路，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，表示第一百分比，表示第二百分比，表示第三百分比的对数，α、β、γ分别表示第一百分比、第二百分比和第三百分比的对数分别相对应的第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数。其中，对于α、β、γ可以根据实际情况进行调整，链路的当前剩余带宽越大、当前时延越小和/或当前误码率越小，该链路的链路初始值越小。

举例而言，卫星通信网络中包括在线的且工作状态正常的A、B、C、D、E5条链路，A链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率分别为100Mb/s、20ms、25％，B链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率分别为250Mb/s、40ms、25％，C链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率分别为100Mb/s、20ms、50％，D链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率分别为500Mb/s、40ms、25％，E链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率分别为100Mb/s、20ms、25％，确定数值最大的目标当前剩余带宽为500Mb/s、数值最小的目标当前时延20ms以及数值最小的目标当前误码率25％，设置α＝0.4、β＝0.3、γ＝0.2则根据该预定公式， B链路的链路初始值＝1.4，C链路的链路初始值＝2.3+0.2lg2，D链路的链路初始值＝1，E链路的链路初始值＝2.3。通过多次的对权重系数的设置，当设置第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数分别为α＝1、β＝0.1、γ＝1时，该适用于卫星通信网络的路由方法达到的对负载均衡的效果最好。

S103：基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

需要说明的是，确定关键路径的方法可以利用深度优先搜索的方法确定，也可以利用广度优先搜索的方法确定，本发明并不对关键路径的确定方法进行限定。

具体的，本发明实施例中所述基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，可以包括：

根据该链路初始值，按照迪杰斯特拉Dijkstra算法，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

该关键路径包括：根据该当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径各自包含的链路的链路初始值之和，确定该链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径为该源节点与目的节点的关键路径。

可以理解的是，迪杰斯特拉Dijkstra算法确定路径时，特点为以起始点(源节点)为中心向外层层扩展，直到扩展到终点(目的节点)为止。那么在本发明实施例中，根据迪杰斯特拉Dijkstra算法；可以从源节点开始，层层查找链路初始值相对最小的链路，以链路初始值相对最小的链路组成链路初始值之和相对最小的到达目的节点的路径，将该路径确定为关键路径，依次查找其他的链路初始值之和相对最小的到达目的节点的路径，直至确定预设数量的关键路径，停止对关键路径的查找；同时还可以在每查找并确定一条关键路径之后，在后续的关键路径查找中不再将该确定的关键路径中的链路初始值最大的链路列为查找范围之内，依次查找其他的链路初始值之和相对最小的到达目的节点的路径，直至确定预设数量的关键路径，停止对关键路径的查找；还可以确定并记录该当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，将该所有路径根据经过的路由节点数从少到多的顺序排列，结合每条路经各自包含的链路的链路初始值之和，在该路径序列中从前到后，确定该链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径为该源节点与目的节点的关键路径。

S104：根据该关键路径，确定关键路径集，其中，该关键路径集由当前发起通信请求的源节点与目的节点的该关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的该关键路径组成；

可以理解的是，当源节点与目的节点已经进行通信后，其通信路径即已确认，其他的关键路径即已确定不会被该进行通信的源节点与目的节点选中，所以该其他的关键路径可以不被考虑在该关键路径集的范围之内。

S105：根据每条链路是否属于该关键路径集以及是否属于当前发起通信请求的源节点与目的节点的该关键路径，分别确定每条链路的链路冲突度；

需要说明的是，确定计算每条链路的链路冲突度是为了降低已进行通信的通信路径中所包含的链路和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的关键路径中包含的链路的被选择的概率，增大该当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径的链路被选中的概率。

其中，在实际应用中，为了避免通信路径出现冲突的情况，链路冲突度可以定义如下；

其中，

其中，(u,v)表示当前链路，(s',d')表示网络中任一源节点与目的节点，(s,d)表示当前发起路由请求的源节点与目的节点，表示任一源节点与目的节点的第i条关键路径，K表示该预设数量，E表示卫星通信网络，表示的重要程度，当(s',d')不在关键路径集中，该链路冲突度为0；λ为符号标识，当(s',d')不是当前发起路由请求的源节点与目的节点(s,d)时，λ＝1，以减小该链路被选择的可能性，当(s',d')是当前发起路由请求的源节点与目的节点(s,d)时，λ＝-1，以增大该链路被选择的可能性。

S106：将每条链路当前的已用带宽与所对应总带宽的百分比确定为相应链路的链路利用率；

可以理解的是，在实际应用中，每条链路的总带宽都不尽相同，会存在某些链路的总带宽相对大一些，而某些链路的总带宽相对小一些，通过计算每条链路的链路利用率可以实现对卫星通信网络中的链路进行综合的考虑观测，避免总带宽相对小一些的链路不被利用的情况。

其中，在实际应用中，相应链路的链路利用率的计算方法可以为：

其中，(u,v)表示当前链路，U(u,v)为当前链路的链路利用率，Cr(u,v)为当前链路的当前剩余带宽，C(u,v)表示当前链路的总带宽。

S107：根据每条链路的该链路初始值、该链路冲突度以及该链路利用率，分别计算每条链路的链路综合权重值；

需要说明的是，链路综合权重值综合考虑了链路初始值、链路冲突度以及链路利用率，可以实现对链路的整体的监督观测。对于每条链路的链路综合权重值可以有多种计算方法，具体的，本发明实施例中提供的一种方法如下，

所述计算每条链路的链路综合权重值，所利用的公式包括：

W(u,v)＝W₀(u,v)+λ₁·δ(u,v)+λ₂·U(u,v)；

其中，(u,v)表示当前链路，W(u,v)表示当前链路的链路综合权重，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，δ(u,v)表示当前链路的链路冲突度，U(u,v)表示当前链路的利用率，λ₁表示当前链路的链路冲突度所对应的第四权重系数，λ₂表示当前链路利用率的第五权重系数。

S108：确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，从该当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中选取链路综合权重之和最小的路径作为最优路径，并基于所选择的最优路径建立该当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径。

需要说明的是，可以根据当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中的每一条路径中包含的所有的链路的链路综合权重之和，将当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径从小到大进行排序，若在实际应用中，链路综合权重之和最小的路径不能进行通信，则可以依次根据排序队列中路径建立通信路径。

需要说明的是，所选取的最优路径不一定属于所述关键路径集中，对于关键路径集中的关键路径，只是相对于链路初始值确定的，而在根据路径中包含的所有的链路的链路综合权重之和确定最优路径时，增加考虑了链路冲突度和链路利用率。换言之，当路径中包含的所有的链路的链路初始值之和最优时，不能确定该路径中包含的所有的链路的链路综合权重之和最优。

更进一步的，本发明实施例所提供的一种适用于卫星通信网络的路由方法还包括：

建立该当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径后，从该通信路径中包含的每条链路的当前剩余带宽中减去本次通信所占用的带宽，实时更新剩余带宽、时延以及误码率。

需要说明的是，为了保证卫星通信网络中各链路的当前状态信息的准确性，在源节点与目的节点之间建立通信路径后，立即更新各链路的剩余带宽、时延以及误码率；进一步的，在源节点与目的节点之间的通信路径断开后，立即更新各链路的剩余带宽、时延以及误码率。

应用本发明实施例，在建立通信路径之前，不仅考虑了链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率该基本的链路状态信息，为了保证通信的正常、通畅，本发明实施例还充分考虑了建立通信路径时的链路冲突度，减少当前路由请求建立通信路径时与先前发出路由请求且尚未建立的通信路径、正在进行通信的路径的冲突和干扰，并且加入了对链路利用率的计算，对链路进行整体的观测监督，可以实现更好的负载均衡效果，提高卫星通信网络对业务请求的接受能力，提高资源利用率。

相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种适用于卫星通信网络的路由装置，可以应用于路由设备或其他负责路由的设备，如图2所示，该装置可以包括：

信息获取模块201：用于在接收到关于源节点到目的节点的路由请求后，获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率；

链路初始值计算模块202：用于根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值；

关键路径确定模块203：用于基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

关键路径集确定模块204：用于根据所述关键路径，确定关键路径集，其中，所述关键路径集由当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的所述关键路径组成；

链路冲突度确定模块205：用于根据每条链路是否属于所述关键路径集以及是否属于当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径，分别确定每条链路的链路冲突度；

链路利用率确定模块206：用于将每条链路当前的已用带宽与所对应总带宽的百分比确定为相应链路的链路利用率；

链路综合权重值计算模块207：用于根据每条链路的所述链路初始值、所述链路冲突度以及所述链路利用率，分别计算每条链路的链路综合权重值；

通信路径建立模块208：用于确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，从所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中选取链路综合权重之和最小的路径作为最优路径，并基于所选择的最优路径建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径。

应用本发明实施例，在建立通信路径之前，不仅考虑了链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率该基本的链路状态信息，为了保证通信的正常、通畅，本发明实施例还充分考虑了建立通信路径时的链路冲突度，减少当前路由请求建立通信路径时与先前发出路由请求且尚未建立的通信路径、正在进行通信的路径的冲突和干扰，并且加入了对链路利用率的计算，对链路进行整体的观测监督，可以实现更好的负载均衡效果，提高卫星通信网络对业务请求的接受能力，提高资源利用率。

更进一步的，本发明实施例所提供的适用于卫星通信网络的路由装置中，所述链路初始值计算模块，具体用于：

从所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率中，确定数值最大的目标当前剩余带宽、数值最小的目标当前时延以及数值最小的目标当前误码率；

分别计算该目标当前剩余带宽与每条链路的当前剩余带宽的第一百分比、当前时延与该目标当前时延的第二百分比，以及当前误码率与该目标当前误码率的第三百分比的对数；

利用预定公式计算每条链路的链路初始值，其中，该预定公式为：

其中，(u,v)表示当前链路，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，表示第一百分比，表示第二百分比，表示第三百分比的对数，α、β、γ分别表示第一百分比、第二百分比和第三百分比的对数分别相对应的第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数。

具体的，所述关键路径确定模块，具体用于：

根据该链路初始值，按照迪杰斯特拉Dijkstra算法，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径；

该关键路径包括：根据该当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径各自包含的链路的链路初始值之和，确定该链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径为该源节点与目的节点的关键路径。

具体的，所述链路综合权重值计算模块所利用的公式包括：

W(u,v)＝W₀(u,v)+λ₁·δ(u,v)+λ₂·U(u,v)；

其中，(u,v)表示当前链路，W(u,v)表示当前链路的链路综合权重，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，δ(u,v)表示当前链路的链路冲突度，U(u,v)表示当前链路的利用率，λ₁表示当前链路的链路冲突度所对应的第四权重系数，λ₂表示当前链路利用率的第五权重系数。

具体的，本发明实施例所提供的适用于卫星通信网络的路由装置还包括更新模块；

该更新模块：用于建立该当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径后，从该通信路径中包含的每条链路的当前剩余带宽中减去本次通信所占用的带宽，实时更新剩余带宽、时延以及误码率。

对于系统/装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于卫星通信网络的路由方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

在接收到关于源节点到目的节点的路由请求后，获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率；

根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值；

基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，其中，所述关键路径包括：根据所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径各自包含的链路的链路初始值之和，所确定的所述链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径；

根据所述关键路径，确定关键路径集，其中，所述关键路径集由当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的所述关键路径组成；

根据每条链路是否属于所述关键路径集以及是否属于当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径，分别确定每条链路的链路冲突度，其中，所述每条链路的链路冲突度定义如下；

其中，

其中，(u,v)表示当前链路，(s',d')表示网络中任一源节点与目的节点，(s,d)表示当前发起路由请求的源节点与目的节点，表示任一源节点与目的节点的第i条关键路径，K表示该预设数量，E表示卫星通信网络，表示的重要程度，当(s',d')不在关键路径集中，该链路冲突度为0；λ为符号标识，当(s',d')不是当前发起路由请求的源节点与目的节点(s,d)时，λ＝1，当(s',d')是当前发起路由请求的源节点与目的节点(s,d)时，λ＝-1；

将每条链路当前的已用带宽与所对应总带宽的百分比确定为相应链路的链路利用率；

根据每条链路的所述链路初始值、所述链路冲突度以及所述链路利用率，分别计算每条链路的链路综合权重值；

确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，从所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中选取链路综合权重之和最小的路径作为最优路径，并基于所选择的最优路径建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值，包括：

从所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率中，确定数值最大的目标当前剩余带宽、数值最小的目标当前时延以及数值最小的目标当前误码率；

分别计算所述目标当前剩余带宽与每条链路的当前剩余带宽的第一百分比、当前时延与所述目标当前时延的第二百分比，以及当前误码率与所述目标当前误码率的第三百分比的对数；

利用预定公式计算每条链路的链路初始值，其中，所述预定公式为：

其中，(u,v)表示当前链路，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，表示第一百分比，表示第二百分比，表示第三百分比的对数，α、β、γ分别表示第一百分比、第二百分比和第三百分比的对数分别相对应的第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，包括：

根据所述链路初始值，按照迪杰斯特拉Dijkstra算法，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每条链路的链路综合权重值，所利用的公式包括：

W(u,v)＝W₀(u,v)+λ₁·δ(u,v)+λ₂·U(u,v)；

其中，(u,v)表示当前链路，W(u,v)表示当前链路的链路综合权重，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，δ(u,v)表示当前链路的链路冲突度，U(u,v)表示当前链路的利用率，λ₁表示当前链路的链路冲突度所对应的第四权重系数，λ₂表示当前链路利用率的第五权重系数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径后，从所述通信路径中包含的每条链路的当前剩余带宽中减去本次通信所占用的带宽，实时更新剩余带宽、时延以及误码率。

6.一种适用于卫星通信网络的路由装置，其特征在于，所述装置包括：

信息获取模块：用于在接收到关于源节点到目的节点的路由请求后，获得当前卫星通信网络中每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率；

链路初始值计算模块：用于根据所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率，分别计算所述每条链路的链路初始值；

关键路径确定模块：用于基于每条链路的链路初始值，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径，其中，所述关键路径包括：根据所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径各自包含的链路的链路初始值之和，所确定的所述链路初始值之和在设定范围内的预设数量的路径；

关键路径集确定模块：用于根据所述关键路径，确定关键路径集，其中，所述关键路径集由当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径、已进行通信的源节点与目的节点的通信路径和已发起通信请求的且未建立通信的源节点与目的节点的所述关键路径组成；

链路冲突度确定模块：用于根据每条链路是否属于所述关键路径集以及是否属于当前发起通信请求的源节点与目的节点的所述关键路径，分别确定每条链路的链路冲突度，其中，所述每条链路的链路冲突度定义如下；

其中，

其中，(u,v)表示当前链路，(s',d')表示网络中任一源节点与目的节点，(s,d)表示当前发起路由请求的源节点与目的节点，表示任一源节点与目的节点的第i条关键路径，K表示该预设数量，E表示卫星通信网络，表示的重要程度，当(s',d')不在关键路径集中，该链路冲突度为0；λ为符号标识，当(s',d')不是当前发起路由请求的源节点与目的节点(s,d)时，λ＝1，当(s',d')是当前发起路由请求的源节点与目的节点(s,d)时，λ＝-1；

链路利用率确定模块：用于将每条链路当前的已用带宽与所对应总带宽的百分比确定为相应链路的链路利用率；

链路综合权重值计算模块：用于根据每条链路的所述链路初始值、所述链路冲突度以及所述链路利用率，分别计算每条链路的链路综合权重值；

通信路径建立模块：用于确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径，从所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的所有路径中选取链路综合权重之和最小的路径作为最优路径，并基于所选择的最优路径建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述链路初始值计算模块，具体用于：

从所获得的每条链路的当前剩余带宽、当前时延以及当前误码率中，确定数值最大的目标当前剩余带宽、数值最小的目标当前时延以及数值最小的目标当前误码率；

分别计算所述目标当前剩余带宽与每条链路的当前剩余带宽的第一百分比、当前时延与所述目标当前时延的第二百分比，以及当前误码率与所述目标当前误码率的第三百分比的对数；

利用预定公式计算每条链路的链路初始值，其中，所述预定公式为：

其中，(u,v)表示当前链路，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，表示第一百分比，表示第二百分比，表示第三百分比的对数，α、β、γ分别表示第一百分比、第二百分比和第三百分比的对数分别相对应的第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述关键路径确定模块，具体用于：

根据所述链路初始值，按照迪杰斯特拉Dijkstra算法，确定当前发起通信请求的源节点与目的节点的关键路径。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述链路综合权重值计算模块所利用的公式包括：

W(u,v)＝W₀(u,v)+λ₁·δ(u,v)+λ₂·U(u,v)；

其中，(u,v)表示当前链路，W(u,v)表示当前链路的链路综合权重，W₀(u,v)表示当前链路的链路初始值，δ(u,v)表示当前链路的链路冲突度，U(u,v)表示当前链路的利用率，λ₁表示当前链路的链路冲突度所对应的第四权重系数，λ₂表示当前链路利用率的第五权重系数。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括更新模块；

所述更新模块：用于建立所述当前发起通信请求的源节点与目的节点的通信路径后，从所述通信路径中包含的每条链路的当前剩余带宽中减去本次通信所占用的带宽，实时更新剩余带宽、时延以及误码率。