CN113825175B - 一种卫星数据的传输方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种卫星数据的传输方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中卫星网络包括的各个节点的负载不均衡的问题。该方法包括：卫星网络中的第一节点接收第一数据，其中，从第一节点传输第一数据至第一目标节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点；根据第二节点的转发概率和第三节点的转发概率，从第二节点和第三节点中确定下一跳目标节点，将第一数据传输至下一跳目标节点；其中，第二节点的转发概率为第一节点与第一目标节点的最短传输路径中经过第二节点的概率，第三节点的转发概率为第一节点与第一目标节点的最短传输路径中经过第三节点的概率，第二节点和第三节点的转发概率是根据卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。

Description

一种卫星数据的传输方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种卫星数据的传输方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前在进行传输卫星数据时，采用的是等价多路径路由（Equal Cost MultipathRouting，ECMP）技术，包括：确定从源节点到目标节点的多条代价相同的路径，使用多条代价相同的路径发送数据，实现网络负载均衡，并在其中所述多条代价相同的路径中的某些路径发生故障时，由其他的路径代替完成数据的发送，实现路径备份的功能。

但是实际应用ECMP技术时，会将卫星网络中带宽、时延和可靠性等因素不相同的多条路径认为是代价相同的路径，负载均衡效果较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种卫星数据的传输方法及装置，用以解决现有技术中卫星网络包括的各个节点之间负载不均衡的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种卫星数据的传输方法，应用于采用2D-Torus网络拓扑结构的卫星网络，包括：

所述卫星网络中的第一节点接收第一数据，其中，从所述第一节点传输所述第一数据至第一目标节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点；

根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率，从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点，将所述第一数据传输至所述下一跳目标节点；

其中，所述第二节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第二节点的概率，所述第三节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第三节点的概率，所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率是根据所述卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。

基于上述方案，第一节点在确定需要将数据传输到具体哪一个下一跳节点时，是根据两个下一跳节点的概率来确定的，而概率是由网络中各个节点的负载确定的。所以由此达到了根据各个节点的负载确定最优传输路径这一目的，从而可以实现卫星网络中各个节点的负载均衡。

在一些实施例中，所述第一节点根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点，包括：

产生随机数，在所述随机数大于或者等于第二节点的转发概率时，将所述第三节点作为所述下一跳目标节点；或者，

在所述随机数小于第二节点的转发概率时，将所述第二节点作为所述下一跳目标节点；

其中，所述随机数、所述第二节点的转发概率、所述第三节点的转发概率位于0到1的数值区间内。

基于上述方案，通过设置随机数，实现机会转发，使得选择的下一跳目标节点更加合理。

在一些实施例中，所述第二节点的转发概率为所述第三节点的总权重占所述第二节点的总权重与所述第三节点的总权重之和的比例；

其中，所述第二节点的总权重是以在所述第二节点与所述第一目标节点的至少一条最短传输路径中所述第二节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第二节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的；所述第三节点的总权重是以在所述第三节点与所述第一目标节点的至少一个最短传输路径中所述第三节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第三节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的。

基于上述方案，当前节点的转发概率是通过该当前节点得下一跳节点的总权重和转发概率确定的，那么该下一跳节点的转发概率也是通过该下一跳节点的下一跳节点的总权重和转发概率确定，即采用递归的方式确定各个节点的转发概率，提升转发概率的准确性。

在一些实施例中，所述第二节点的总权重是以在所述第二节点与所述第一目标节点的至少一条最短传输路径中所述第二节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第二节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理后，再结合第二节点的权重获得的。第二节点的权重与第二节点在所述卫星网络中的负载情况确定的。

在一些实施例中，所述第二节点的转发概率通过如下公式确定：

其中，TP（v ¹，v ²，v ^*）为所述第二节点的转发概率，W（v ³，v ^*）为所述第三节点的总权 重，W（v ²，v ^*）为所述第二节点的总权重，v ¹为所述第一节点，v ²表示所述第二节点，v ³表示所 述第三节点，v ^*表示所述第一目标节点，v ⁴为所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第 四节点，TP（v ²，v ⁴，v ^*）为所述第四节点的转发概率，W（v ⁴，v ^*）为所述第四节点的总权重，v ⁵为 所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第五节点，TP（v ²，v ⁵，v ^*）为所述第五节点的转 发概率，W（v ⁵，v ^*）为所述第五节点的总权重，

为所述第二节点的权重，所述第二节 点的权重是根据所述第二节点在所述卫星网络中的负载确定的。

在一些实施例中，所述第二节点的权重满足如下条件：

其中，

为所述第二节点的权重，

为所述第二节点产生的负载的权重，

和

分别为与所述第二节点相邻的节点产生负载的权重，

、

和

分别为与所述第二节点相邻的节点待接收来自所述第二节点的负载的权重。

基于上述方案，可以看出本申请是基于卫星网络中各个节点的权重确定的转发概率，而权重是根据各个节点的负载确定的，由此将转发概率与节点的负载联系起来，实现根据各个节点的负载进行转发，从而实现各个节点的负载均衡。

在一些实施例中，所述方法还包括：

所述第一节点接收第二数据，确定传输所述第二数据至第二目标节点的下一跳节点为第六节点；

所述第一节点根据所述第六节点的转发概率，将所述第二数据传输至所述第六节点；

其中，所述第六节点的转发概率为所述第一节点与所述第二目标节点的最短传输路径经过所述第六节点的概率，所述第六节点的转发概率为1。

基于上述方案，当接收到数据时，确定到该数据的目的节点的下一跳节点只有一个，那么就可以直接确定该下一跳节点的概率为1，将数据发到该下一跳节点。提升转发的效率。

第二方面，本申请实施例提供了一种卫星数据的传输装置，包括：

通信单元，用于接收第一数据，其中，从所述第一节点传输所述第一数据至第一目标节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点；

处理单元，根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率，从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点；

所述通信单元，还用于将所述第一数据传输至所述下一跳目标节点；

其中，所述第二节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第二节点的概率，所述第三节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第三节点的概率，所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率是根据所述卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。

在一些实施例中，所述处理单元，在根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点时，具体用于：

产生随机数，在所述随机数大于或者等于第二节点的转发概率时，将所述第三节点作为所述下一跳目标节点；或者，

在所述随机数小于第二节点的转发概率时，将所述第二节点作为所述下一跳目标节点；

其中，所述随机数、所述第二节点的转发概率、所述第三节点的转发概率位于0到1的数值区间内。

在一些实施例中，所述第二节点的转发概率为所述第三节点的总权重占所述第二节点的总权重与所述第三节点的总权重之和的比例；

其中，所述第二节点的总权重是以在所述第二节点与所述第一目标节点的至少一条最短传输路径中所述第二节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第二节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的；所述第三节点的总权重是以在所述第三节点与所述第一目标节点的至少一个最短传输路径中所述第三节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第三节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的。

在一些实施例中，所述第二节点的转发概率通过如下公式确定：

其中，TP（v ¹，v ²，v ^*）为所述第二节点的转发概率，W（v ³，v ^*）为所述第三节点的总权 重，W（v ²，v ^*）为所述第二节点的总权重，v ¹为所述第一节点，v ²表示所述第二节点，v ³表示所 述第三节点，v ^*表示所述第一目标节点，v ⁴为所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第 四节点，TP（v ²，v ⁴，v ^*）为所述第四节点的转发概率，W（v ⁴，v ^*）为所述第四节点的总权重，v ⁵为 所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第五节点，TP（v ²，v ⁵，v ^*）为所述第五节点的转 发概率，W（v ⁵，v ^*）为所述第五节点的总权重，

为所述第二节点的权重，所述第二节 点的权重是根据所述第二节点在所述卫星网络中的负载确定的。

在一些实施例中，所述第二节点的权重满足如下条件：

其中，

为所述第二节点的权重，

为所述第二节点产生的负载的权重，

和

分别为与所述第二节点相邻的节点产生负载的权重，

、

和

分别为与所述第二节点相邻的节点待接收来自所述第二节点的负载的权重。

在一些实施例中，所述通信单元，还用于接收第二数据；

所述处理单元，还用于确定传输所述第二数据至第二目标节点的下一跳节点为第六节点；

所述处理单元，还用于根据所述第六节点的转发概率，指示所述通信单元将所述第二数据传输至所述第六节点；

其中，所述第六节点的转发概率为所述装置与所述第二目标节点的最短传输路径经过所述第六节点的概率，所述第六节点的转发概率为1。

第三方面，本申请实施例提供了另一种卫星数据的传输装置，包括存储器以及处理器；

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行第一方面的任一实现方式中的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法。

另外，第二方面至第四方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种卫星网络的架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种卫星数据的传输方法流程图；

图3为本申请实施例提供的另一种卫星网络的架构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种卫星网络的架构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种卫星数据的传输方法流程图；

图6为本申请实施例提供的另一种卫星网络的架构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种卫星网络的架构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种卫星网络的架构示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种卫星网络的架构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种用于实现卫星数据传输的装置结构示意图；

图11为本申请实施例提供的另一种卫星数据的传输装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1，为本申请实施例提供的一种卫星网络架构示意图。本申请涉及的卫星网络可以采用2D-Torus网络拓扑结构。2D-Torus网络拓扑结构中所有的节点的连接度均为4，即，本申请涉及的卫星网络中的每个卫星均可以与4个卫星相连接。图1中示出的卫星网络中每行有n个节点，每列有m个节点，需要说明的是，卫星网络中的每一个节点均代表一个卫星，图1示出的卫星网络中包含m*n个卫星。为了便于描述，将图1示出的卫星网络中的节点记作V_i，j，其中i代表该节点位于哪一行，i可以取[1,m]区间内的任意整数，j代表该节点位于哪一列，j可以取[1,n]区间内的任意整数。每一个节点V_i，j，均与四个相邻节点建立连接，四个相邻节点分别为：V_i+1，j，V_i-1，j，V_i，j+1，V_i，j-1。需要说明的是，为了保证网络的连通性，当i=1时，i-1=m；当i=m时，i+1=1。同理，当j=1时，j-1=n；当j=n时，j+1=1。

需要说明的是，图1示出的卫星网络的架构仅作为一种示例，本申请对于卫星网络中包含的节点（即卫星）的数量不作具体限定。

现有在传输卫星数据时，采用的是ECMP技术。ECMP技术是通过从源节点到目标节点的多条代价相同的路径发送数据以实现多条路径的负载均衡。但是采用ECMP技术时，会将卫星网络中带宽、时延和可靠性等因素不同的多条路径认为是代价相同的路径，不能很好的利用带宽。例如，从源节点到目标节点有两条路径，一条的带宽是100M，另一条的带宽是2M，那么在采用ECMP技术通过这两条路径进行发送数据时，用到的总带宽只能达到4M，导致资源浪费。另外，ECMP技术也不具备感知路径负载的能力，导致负载均衡效果较差。

本申请实施例提供了一种卫星数据的传输方法，通过卫星网络中各个节点的负载情况确定在针对不同的目标节点时各个节点的转发概率，进而通过转发概率确定传输路径，这样就可以采用包含负载小的节点的路径进行传输数据，实现卫星网络中各个节点之间负载均衡。

为了便于理解本申请提出的卫星数据的传输方法，参见图2，为本申请实施例提供的一种卫星数据的传输方法流程图，具体包括：

201，第一节点接收第一数据，确定下一跳节点。

一个或多个实施例中，第一数据中可以携带该数据的源节点和目标节点，第一节点可以是第一数据的源节点，也可以是第一数据从源节点传输至目标节点的路径中的除源节点和目标节点之外的节点。一个或多个实施例中，当第一节点为源节点时，第一节点可以是从终端或者从其他的网络设备中接收第一数据。后续为了便于描述，将第一数据的目标节点称为第一目标节点。

第一种情况下，第一节点传输第一数据至第一目标节点的最短传输路径中包括的第一节点的下一跳节点有两个，后续分别将这两个下一跳节点成为第二节点和第三节点。其中，第一节点至第一目标节点最短传输路径指的是第一节点至第一目标节点的所有路径中包括的节点最少的路径。下面对最短传输路径的概念进行具体介绍，作为一种示例，可以参见图3，图3可以是从图1示出的卫星网络架构中截取出的一部分，将图3中示出的V_1,1作为第一节点，将V_3,3作为第一目标节点，那么第一节点至第一目标节点的最短传输路径包括如下六条：

（1）V_1,1→V_1,2→V_1,3→V_2,3→V_3,3；

（2）V_1,1→V_1,2→V_2,2→V_2,3→V_3,3；

（3）V_1,1→V_1,2→V_2,2→V_3,2→V_3,3；

（4）V_1,1→V_2,1→V_3,1→V_3,2→V_3,3；

（5）V_1,1→V_2,1→V_2,2→V_2,3→V_3,3；

（6）V_1,1→V_2,1→V_2,2→V_3,2→V_3,3。

可以看出，从V_1,1至V_3,3的六条最短传输路径中，每一条最短传输路径都包括5个节点，并且，无论是上述六条最短传输路径中的哪一条最短传输路径中V_1,1的下一跳节点有两个，即V_1,2和V_2,1。

第二种情况下，第一节点传输第一数据至第一目标节点的最短传输路径中包括的第一节点的下一跳节点只有一个，后续将该下一跳节点称为第六节点。

202，第一节点根据下一跳节点的转发概率确定下一跳目标节点。

其中，下一跳目标节点表示：第一节点采用包含下一跳目标节点的最短传输路径传输第一数据至第一目标节点。

针对上述第一种情况，第一节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点，第二节点的转发概率为第一节点与第一目标节点的最短传输路径中经过第二节点的概率，即第一节点采用包含第二节点的最短传输路径进行传输第一数据至第一目标节点的概率。同理，第三节点的转发概率为第一节点与第一目标节点的最短传输路径中经过第三节点的概率。并且，第二节点的转发概率和第三节点的转发概率是根据卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。对于确定节点的转发概率的方式，后续会详细描述，此处不再赘述。进一步地，第一节点在获取第二节点和第三节点的转发概率之后，可以根据第二节点和第三节点的转发概率确定下一跳目标节点。

作为一种示例，第一节点可以在0-1范围内选取一个随机数，当该随机数大于或者等于第二节点的转发概率时，将第三节点作为下一跳目标节点；反之，则将第二节点作为下一跳目标节点。

作为另一种示例，第一节点还可以直接判断第二节点和第三节点的转发概率的大小，将转发概率大的节点作为下一跳目标节点。本申请对于确定下一跳目标节点的方法不作具体限定。

针对上述第二种情况，第一节点的下一跳节点为第六节点，第六节点的转发概率为1。第一节点可以根据第六节点的转发概率为1，将第六节点作为下一跳目标节点。

203，第一节点将第一数据传输至下一跳目标节点。

基于上述方案，第一节点在确定需要将数据传输到具体哪一个下一跳节点时，是根据下一跳节点的概率来确定的，而概率是由网络中各个节点的负载确定的。所以由此达到了根据各个节点的负载确定最优传输路径这一目的，从而可以实现卫星网络中各个节点的负载均衡。

下面，结合具体的场景对本申请的方案进行介绍。

场景一：第一节点和第一目标节点不在同一行，也不在同一列，且第一节点至第一目标节点的最短传输路径为两条。

在一些实施例中，第一节点接收第一数据，确定第一数据的目标节点为第一目标节点，并确定第一节点至第一目标节点的最短传输路径有两条，在两条最短传输路径中的每一条路径中，第一节点和第一目标节点之间都间隔一个节点。为了便于描述，在场景一中，后续将第一节点至第一目标节点的最短传输路径包括的两个下一跳节点分别称为第二节点和第三节点。一个或多个实施例中，场景一的卫星网络架构可以参见图4示出的架构图，以图4中示出的v ¹表示第一节点，以v ^*表示第一目标节点，以v ²表示第二节点，以v ³表示第三节点。进一步地，第一节点可以获取第二节点的转发概率和第三节点的转发概率。一个或多个实施例中，第二节点的转发概率可以是第三节点的总权重占第二节点的总权重与第三节点的总权重之和的比例；同理，第三节点的转发概率可以是第二节点的总权重占第二节点的总权重和第三节点的总权重之和的比例。示例性地，节点的权重与节点的负载成正比。比如，不同的负载范围对应不同的权重，负载范围越大权重越大。

下面，以第二节点的转发概率的确定过程为例进行介绍。作为一种举例，第二节点的转发概率可以通过如下公式（1-1）确定：

公式（1-1）

其中，TP（v ¹，v ²，v ^*）为在v ¹至v ^*的传输路径中第二节点作为下一跳节点的转发概率，v ¹表示第一节点，v ²表示第二节点，v ³表示第三节点，v ^*表示第一目标节点，W（v ³，v ^*）为第三节点的总权重，W（v ²，v ^*）为第二节点的总权重。

一个或多个实施例中，在场景一中，由于第二节点的下一跳节点为第一目标节点， 所以第二节点的总权重为第二节点的权重（

）。同理，由于第三节点的下一跳节点 也为第一目标节点，所以第三节点的总权重也可以为第三节点的权重（

）。所以，在 场景一中，第二节点的转发概率也可以为第三节点的权重占第二节点的权重与第三节点的 权重之和的比例。即公式（1-1）可以表示为：

。

在一些实施例中，公式（1-1）也可以表示为：

。

作为另一种可选的方式，第二节点的转发概率可以是第二节点的总权重占第二节点的总权重与第三节点的总权重之和的比例；同理，第三节点的转发概率可以是第三节点的总权重占第二节点的总权重和第三节点的总权重之和的比例。示例性地，节点的权重与节点的负载成反比。一些实施例中，不同的负载范围对应不同的权重，实际确定时，可以根据节点所处的负载范围确定节点的权重。

下面，以第二节点的转发概率的确定过程为例进行介绍。作为一种举例，第二节点的转发概率可以通过如下公式（1-2）确定：

公式（1-2）

其中，TP（v ¹，v ²，v ^*）为在v ¹至v ^*的传输路径中第二节点作为下一跳节点的转发概率，v ¹表示第一节点，v ²表示第二节点，v ³表示第三节点，v ^*表示第一目标节点，W（v ³，v ^*）为第三节点的总权重，W（v ²，v ^*）为第二节点的总权重。

一个或多个实施例中，第二节点的权重是由第二节点产生负载（即需要从第二节点发出的数据量）的权重、第二节点接收其邻居节点产生的负载（即第二节点接收来自其邻居节点的数据量）的权重以及第二节点向其邻居节点发送的负载（即第二节点向其邻居节点发送的数据量）的权重中至少一个权重确定的。同理，第三节点的权重是由第三节点产生负载（即需要从第三节点发出的数据量）的权重、第三节点接收其邻居节点产生的负载（即第三节点接收来自其邻居节点的数据量）的权重以及第三节点向其邻居节点发送的负载（即第三节点向其邻居节点发送的数据量）的权重中至少一个权重确定的。

比如，第二节点的权重和第三节点的权重可以通过如下公式（2）-公式（3）确定：

公式（2）

公式（3）

其中，

为第二节点的权重，

为第二节点产生的负载的权重，

和

分别为与第二节点相邻的节点产生负载的权重，

、

和

分别 为与第二节点相邻的节点待接收来自第二节点的负载的权重，

为第三节点的权 重，

为第三节点产生负载的权重，

和

分别为与第三节点相邻的节点的 产生负载的权重，

和

分别为与第三节点相邻的节点待接收来自第三节 点的负载的权重。

以上，介绍了第二节点的转发概率的确定过程，第三节点的转发概率的确定过程也可以采用上述逻辑进行计算，在此不再进行赘述。在一些实施例中，第一节点可以配置有当目标节点为第一目标节点时的第二节点和第三节点的转发概率，所以第一节点可以直接获取第二节点和第三节点的转发概率。或者，第一节点中也可以配置有扩展路由表，第一节点可以从扩展路由表中获取第二节点和第三节点的转发概率。下面介绍场景一中的扩展路由表：

一个或多个实施例中，在场景一中的扩展路由表中可以包含第一节点（v ¹）、第一节点的下一跳节点（v ²和v ³）、第一节点的总权重W（v ¹，v ^*）、第二节点的总权重W（v ²，v ^*）、第三节点的总权重W（v ³，v ^*）、第一节点的下一跳节点的转发概率（TP（v ¹，v ²，v ^*）和TP（v ¹，v ³，v ^*））以及第一节点通过下一跳节点至第一目标节点的链路权重（PW（v ¹，v ²，v ^*）和PW（v ¹，v ²，v ^*））。例如，场景一中的扩展路由表可以参见下方表1。

表1

作为一种示例，表1中的各项参数可以根据如下公式（4）-公式（8）得出：

公式（4）

公式（5）

公式（6）

公式（7）

公式（8）

公式（9）

公式（10）

其中，上述公式（6）-公式（7）中的

和

可以是根据上述公式（2）- 公式（3）确定的。需要说明的是，表1中的各项参数均是在目标节点为第一目标节点（v*）时 对应的取值。

当目标节点为除第一目标节点之外的其他的节点时，上述用于确定节点概率或者节点权重等参与的计算逻辑同样适用。

进一步地，第一节点在获取第二节点和第三节点的转发概率之后，可以根据第二节点和第三节点的转发概率确定下一跳目标节点，即确定通过第二节点和第三节点中的哪一个节点进行转发第一数据。

作为一种举例，如下以第一节点可以采用上述第二种情况来确定下一跳目标节点的方式，对本申请实施例提供的一种卫星数据的传输方法进行说明。参见图5所示，具体包括：

501，第一节点接收第一数据。

502，第一节点确定第一数据的目标节点为第一目标节点，并确定传输第一数据至第一目标节点的下一跳节点为第二节点和第三节点。

503，第一节点获取第二节点和第三节点的转发概率。

一个或多个实施例中，可以是第一节点中直接配置有第二节点和第三节点的转发概率，也可以是第一节点从配置的扩展路由表中获取第二节点和第三节点的转发概率。

504，第一节点在0-1范围内生成均匀分布的随机数。

505，第一节点判断随机数是否小于第二节点的转发概率。

若是，则进行步骤506。

若不是，则进行步骤507。

506，第一节点将第二节点作为下一跳目标节点，将第一数据传输至第二节点。

507，第一节点将第三节点作为下一跳目标节点，将第一数据传输至第三节点。

场景二：第一节点和第一目标节点不在同一行，也不在同一列，且第一节点至第一目标节点的最短路径的数量大于2。

首先，第一节点接收第一数据，可以确定第一数据的目标节点为第一目标节点，以及可以确定第一节点至第一目标节点的最短传输路径的数量大于2，并可以进一步确定第一节点至第一目标节点的最短传输路径包括的两个下一跳节点，后续将这两个下一跳节点分别称为第二节点和第三节点。一个或多个实施例中，场景二的卫星网络架构图可以参见图6示出的架构图，以图6中示出的v ¹标识第一节点，以v ^*表示第一目标节点，以v ²表示第二节点，以v ³表示第三节点。在图6中，仅以上述四个节点为例，其余节点未进行标号，本申请对应其余节点的数量不做限定。

进一步地，第一节点获取第二节点和第三节点的转发概率。一个或多个实施例中，第一节点中可以配置有基于第一节点为源节点、第一目标节点为目标节点时的第二节点和第三节点的转发概率。作为一种一个或多个实施例中方式，第二节点的转发概率可以是第三节点的总权重占第二节点与第三节点的总权重之和的比例。作为一种举例，场景二中的第二节点的转发概率可以采用上述公式（1-1）或者公式（1-2）确定。

在一些实施例中，第二节点的总权重为在第二节点与第一目标节点的至少一条最短传输路径中第二节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对第二节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的。例如，当以第二节点为源节点、第一目标节点为目标节点时，第二节点的下一跳节点为第四节点和第五节点，那么第二节点的总权重就可以为第四节点的转发概率与第四节点的总权重的乘积与第五节点的转发概率与第五节点的总权重的乘积的和。同理，第三节点的总权重是以在第三节点与第一目标节点的至少一个最短传输路径中第三节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对第三节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的。

例如，第二节点的总权重和第三节点的总权重可以通过如下公式（11）-公式（12）确定：

公式（11）

公式（12）

其中，W（v ³，v ^*）为第三节点的总权重，W（v ²，v ^*）为第二节点的总权重，v ¹为第一节 点，v ²表示第二节点，v ³表示第三节点，v ^*表示第一目标节点，v ⁴、v ⁵分别为第二节点的两个下 一跳节点，第八节点v ⁸、第九节点v ⁹分别为第三节点的两个下一跳节点，TP（v ²，v ⁴，v ^*）为在v ² 至v ^*的传输路径中第四节点作为下一跳节点的转发概率，W（v ⁴，v ^*）为第四节点的总权重，TP （v ²，v ⁵，v ^*）为在v ²至v ^*的传输路径中第五节点作为下一跳节点的转发概率，W（v ⁵，v ^*）为第五 节点的总权重，TP（v ³，v ⁸，v ^*）为在v ³至v ^*的传输路径中第八节点作为下一跳节点的转发概 率，W（v ⁸，v ^*）为第八节点的总权重，TP（v ³，v ⁹，v ^*）为在v ³至v ^*的传输路径中第九节点作为下 一跳节点的转发概率，W（v ⁹，v ^*）为第九节点的总权重。其中，

和

可以是根 据上述公式（2）-（3）确定的。

可以看出，第一节点的转发概率是根据第一节点的下一跳节点（第二节点和第三节点）的总权重确定的。而第二节点的总权重是由第二节点的下一跳节点（第四节点和第五节点）的转发概率和总权重确定。同样，第四节点的总权重和转发概率是由第四节点的下一跳节点的总权重和转发概率确定的，以此类推，从而以此方式来确定各个节点的转发概率。

以上，介绍了第二节点的转发概率的确定过程，第三节点的转发概率的确定过程也可以采用上述逻辑进行计算，在此不再进行赘述。在一些实施例中，第一节点可以配置有第二节点和第三节点的转发概率，也可以配置有扩展路由表，第一节点可以从扩展路由表中获取第二节点和第三节点的转发概率。下面介绍场景二中的扩展路由表：

作为一种举例，场景二中的扩展路由表可以参见下方表2。

表2

在表2中，v ⁱ为卫星网络中的第i个节点，W（v ⁱ，v ^*）为以v ^*为目标节点时v ⁱ节点的总权重，v ^j为卫星网络中的第j个节点，TP（v ⁱ，v ^j，v ^*）为在v ⁱ至v ^*的传输路径中以v ^j作为下一跳节点的转发概率，PW（v ⁱ，v ^j，v ^*）为在v ⁱ至v ^*的传输路径中包含v ^j的链路权重，v ^k为卫星网络中第k个节点，TP（v ⁱ，v ^k，v ^*）为在v ⁱ至v ^*的传输路径中以v ^k作为下一跳节点的转发概率，PW（v ⁱ，v ^k，v ^*）为在v ⁱ至v ^*的传输路径中包含v ^k的链路权重。

作为一种示例，以表2中第一节点对应的各项参数为例，第一节点对应的各项参数可以根据上述公式（2）-公式（7）和公式（11）-公式（12）确定的。

进一步地，第一节点在获取第二节点和第三节点的转发概率后，可以根据第二节点和第三节点的转发概率确定下一跳目标节点，即确定通过第二节点和第三节点中的哪一个节点进行转发第一数据。一个或多个实施例中，第一节点确定下一跳节点的方式可以参见场景一中的图5，在此不再赘述。

场景三：第一节点和第二目标节点位于同一行或者同一列。

第一节点在接收到第二数据之后，可以确定第二数据的目标节点为第二目标节点，以及可以确定第一节点至第二目标节点的最短传输路径只有一条，即第一节点的下一跳节点只有一个，将该下一跳节点称为第六节点。此时，第六节点的转发概率为1，第一节点可以直接将第二数据传输至第六节点。

一个或多个实施例中，在场景三中，还可以具体细分为如下三种情况：

（1）可以参见图7示出的架构图第一节点与第二目标节点相邻，此时，第一节点的 链路权重PW（v ¹，v ^*，v ^*）可以为第一节点的下一跳节点的总权重，即为第二目标节点的总权 重，由于第二目标节点的总权重为零，所以第一节点的链路权重PW（v ¹，v ^*，v ^*）也可以为零。 第一节点的总权重W（v ¹，v ^*）可以等于第一节点的权重

。

（2）可以参见图8示出的架构图，第一节点和第二目标节点之间相隔两跳，第一节点的下一跳节点（即第一节点与第二目标节点之间的节点）为第六节点。此时，第六节点的转发概率为1，第一节点经过第六节点到达第二目标节点的1链路权重可为第六节点的权重（需要说明的是，第六节点的权重的计算方式可以参见第一节点、第二节点或者第三节点的权重的计算方式，在此不再进行赘述）。第一节点的总权重W（v ¹，v ^*）可以为第一节点的权重与第六节点的权重之和。

（3）可以参见图9示出的架构图，第一节点和第二目标节点之间间隔的节点数量为X，X≥2。第一节点的下一跳节点为第六节点，第六节点的转发概率为1，第一节点至第二目标节点的链路权重可以为第六节点的总权重，第六节点的总权重可以为第六节点的下一跳节点的总权重与第六节点的权重之和。

基于与上述方法的同一构思，参见图10，本申请实施例提供了一种用于实现卫星数据传输的装置1000。装置1000能够执行上述方法中的各个步骤，为了避免重复，此处不再详述。装置1000包括：通信单元1001、处理单元1002。

通信单元1001，用于接收第一数据，其中，从所述第一节点传输所述第一数据至第一目标节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点；

处理单元1002，根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率，从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点；

所述通信单元1001，还用于将所述第一数据传输至所述下一跳目标节点；

其中，所述第二节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第二节点的概率，所述第三节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第三节点的概率，所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率是根据所述卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。

在一些实施例中，所述处理单元1002，在根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点时，具体用于：

产生随机数，在所述随机数大于或者等于第二节点的转发概率时，将所述第三节点作为所述下一跳目标节点；或者，

在所述随机数小于第二节点的转发概率时，将所述第二节点作为所述下一跳目标节点；

其中，所述随机数、所述第二节点的转发概率、所述第三节点的转发概率位于0到1的数值区间内。

在一些实施例中，所述第二节点的转发概率为所述第三节点的总权重占所述第二节点的总权重与所述第三节点的总权重之和的比例；

其中，所述第二节点的总权重是以在所述第二节点与所述第一目标节点的至少一条最短传输路径中所述第二节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第二节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的；所述第三节点的总权重是以在所述第三节点与所述第一目标节点的至少一个最短传输路径中所述第三节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第三节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的。

在一些实施例中，所述第二节点的转发概率通过如下公式确定：

其中，TP（v ¹，v ²，v ^*）为所述第二节点的转发概率，W（v ³，v ^*）为所述第三节点的总权 重，W（v ²，v ^*）为所述第二节点的总权重，v ¹为所述第一节点，v ²表示所述第二节点，v ³表示所 述第三节点，v ^*表示所述第一目标节点，v ⁴为所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第 四节点，TP（v ²，v ⁴，v ^*）为所述第四节点的转发概率，W（v ⁴，v ^*）为所述第四节点的总权重，v ⁵为 所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第五节点，TP（v ²，v ⁵，v ^*）为所述第五节点的转 发概率，W（v ⁵，v ^*）为所述第五节点的总权重，

为所述第二节点的权重，所述第二节 点的权重是根据所述第二节点在所述卫星网络中的负载确定的。

为所述第二节点产生 的负载的权重，

和

分别为与所述第二节点相邻的节点产生负载的权重，

、

和

分别为与所述第二节点相邻的节点待接收来自所述第二节点的负载的权重。

在一些实施例中，所述通信单元1001，还用于接收第二数据；

所述处理单元1002，还用于确定传输所述第二数据至第二目标节点的下一跳节点为第六节点；

所述处理单元1002，还用于根据所述第六节点的转发概率，指示所述通信单元1001将所述第二数据传输至所述第六节点；

其中，所述第六节点的转发概率为所述装置与所述第二目标节点的最短传输路径经过所述第六节点的概率，所述第六节点的转发概率为1。

本申请实施例还提供另一种卫星数据的传输装置1100，参见图11所示，包括：存储器1101以及处理器1102。可选地，卫星数据的传输装置1100还可以包括通信接口，未在图11中示出。

其中，所述传输装置1100可以通过所述通信接口与其它设备进行通信，比如接收和发送数据，可选地，通信接口可以用于实现上述图10中的通信单元1001的功能。存储器1101，用于存储程序指令。处理器1102，用于调用所述存储器1101中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述实施例中提出的任一方法。可选地，处理器1102可以用于实现上述图10中的处理单元1002的功能。例如，处理器1102可以用于执行确定下一跳目标节点等操作。

本申请实施例中不限定上述存储器1101以及处理器1102之间的具体连接介质，比如总线，总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

在本申请实施例中，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

在本申请实施例中，存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘（hard disk drive，HDD）或固态硬盘（solID-state drive，SSD）等，还可以是易失性存储器（volatilememory），例如随机存取存储器（random-access memory， RAM）。存储器还可以是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括程序代码，当程序代码在计算机上运行时，程序代码用于使计算机执行上述本申请实施例上述提供的方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种卫星数据的传输方法，其特征在于，应用于卫星网络，所述卫星网络采用2D-Torus网络拓扑结构，所述方法包括：

所述卫星网络中的第一节点接收第一数据，其中，从所述第一节点传输所述第一数据至第一目标节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点；

根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率，从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点，将所述第一数据传输至所述下一跳目标节点；

其中，所述第二节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第二节点的概率，所述第三节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第三节点的概率，所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率是根据所述卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一节点根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点，包括：

产生随机数，在所述随机数大于或者等于第二节点的转发概率时，将所述第三节点作为所述下一跳目标节点；或者，

在所述随机数小于第二节点的转发概率时，将所述第二节点作为所述下一跳目标节点；

其中，所述随机数、所述第二节点的转发概率、所述第三节点的转发概率位于0到1的数值区间内。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二节点的转发概率为所述第三节点的总权重占所述第二节点的总权重与所述第三节点的总权重之和的比例；

其中，所述第二节点的总权重是以在所述第二节点与所述第一目标节点的至少一条最短传输路径中所述第二节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第二节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的；所述第三节点的总权重是以在所述第三节点与所述第一目标节点的至少一个最短传输路径中所述第三节点的至少一个下一跳节点的转发概率作为权值，对所述第三节点的至少一个下一跳节点的总权重进行加权处理得到的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二节点的转发概率通过如下公式确定：

其中，TP（v ¹，v ²，v ^*）为所述第二节点的转发概率，W（v ³，v ^*）为所述第三节点的总权重，W （v ²，v ^*）为所述第二节点的总权重，v ¹为所述第一节点，v ²表示所述第二节点，v ³表示所述第 三节点，v ^*表示所述第一目标节点，v ⁴为所述第二节点的至少一个下一跳节点包括的第四节 点，TP（v ²，v ⁴，v ^*）为所述第四节点的转发概率，W（v ⁴，v ^*）为所述第四节点的总权重，v ⁵为所述 第二节点的至少一个下一跳节点包括的第五节点，TP（v ²，v ⁵，v ^*）为所述第五节点的转发概 率，W（v ⁵，v ^*）为所述第五节点的总权重，v ⁸为所述第三节点的至少一个下一跳节点包括的第 八节点，TP（v ³，v ⁸，v ^*）为所述第八节点的转发概率，W（v ⁸，v ^*）为所述第八节点的总权重，v ⁹为 所述第三节点的至少一个下一跳节点包括的第九节点，TP（v ³，v ⁹，v ^*）为所述第九节点的转 发概率，W（v ⁹，v ^*）为所述第九节点的总权重，

为所述第二节点的权重，所述第二节 点的权重是根据所述第二节点在所述卫星网络中的负载确定的，

为所述第三节点 的权重，所述第三节点的权重是根据所述第三节点在所述卫星网络中的负载确定的。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二节点的权重满足如下条件：

其中，

为所述第二节点的权重，

为所述第二节点产生的负载的权重，

和

分别为与所述第二节点相邻的节点产生负载的权重，

、

和

分别为与所述第二节点相邻的节点待接收来自所述第二节点的负载的权重。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一节点接收第二数据，确定传输所述第二数据至第二目标节点的下一跳节点为第六节点；

所述第一节点根据所述第六节点的转发概率，将所述第二数据传输至所述第六节点；

其中，所述第六节点的转发概率为所述第一节点与所述第二目标节点的最短传输路径经过所述第六节点的概率，所述第六节点的转发概率为1。

7.一种卫星数据的传输装置，其特征在于，应用于卫星网络中的第一节点，所述卫星网络采用2D-Torus网络拓扑结构，所述装置包括：

通信单元，用于接收第一数据，其中，从所述第一节点传输所述第一数据至第一目标节点的下一跳节点包括第二节点和第三节点；

处理单元，根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率，从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点；

所述通信单元，还用于将所述第一数据传输至所述下一跳目标节点；

其中，所述第二节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第二节点的概率，所述第三节点的转发概率为所述第一节点与所述第一目标节点的最短传输路径中经过所述第三节点的概率，所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率是根据所述卫星网络包括的至少一个节点的负载确定的。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元，在根据所述第二节点的转发概率和所述第三节点的转发概率从所述第二节点和所述第三节点中确定下一跳目标节点时，具体用于：

产生随机数，在所述随机数大于或者等于第二节点的转发概率时，将所述第三节点作为所述下一跳目标节点；或者，

在所述随机数小于第二节点的转发概率时，将所述第二节点作为所述下一跳目标节点；

其中，所述随机数、所述第二节点的转发概率、所述第三节点的转发概率位于0到1的数值区间内。

9.一种卫星数据的传输设备，其特征在于，包括：

存储器以及处理器；

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行权利要求1~6任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1~6中任一项所述的方法。

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