CN117833979A - 卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN117833979A
CN117833979A CN202311588758.7A CN202311588758A CN117833979A CN 117833979 A CN117833979 A CN 117833979A CN 202311588758 A CN202311588758 A CN 202311588758A CN 117833979 A CN117833979 A CN 117833979A
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赵永利
宁云潇
张�杰
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Abstract

本申请提供一种卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质，包括：确定目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；根据虚拟源节点和所述虚拟宿节点对第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；根据预设资源切分比例对第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；根据第一链路资源集合和第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；根据第一流量配置集合和第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；根据第一流量配置集合、第一总流量值、第二流量配置集合和第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据最优数据传输路径和最大链路带宽进行网络流量资源配置。

Description

卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及卫星通信网络技术领域，尤其涉及一种卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
LSSN网络(Large Scale Satellite Networks，即大规模卫星网络，简写为LSSN)作为一种复杂的通信基础设施，通过激光链路将数百到数千颗低地球轨道卫星相互连接，实现全球范围的高吞吐量覆盖。
在LSSN网络中，通常使用最大流算法优化网络流量使得网络吞吐能力最大化，从而实现LSSN的资源优化。然而，最大流算法存在忽视覆盖缺口、缺乏综合考虑以及缺乏动态调整的问题，导致资源配置不合理，从而限制了对于LSSN的资源优化的效果。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质。
基于上述目的，本申请提供了一种卫星通信网络资源配置方法，所述卫星通信网络包括：卫星节点、地面站节点、接入链路、星间链路以及馈电链路，其中，所述卫星节点包括接入卫星和馈电卫星；
所述方法包括：
获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；
确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；
根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；
根据所述第一链路资源集合和所述和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；
根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；
根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。
可选的，所述获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合，包括：
获取所述卫星节点、所述地面站节点、所述接入链路、所述星间链路以及所述馈电链路；
根据所述卫星节点、所述地面站节点、所述接入链路、所述星间链路以及所述馈电链路，确定所述第一网络拓扑关系；
确定接入链路带宽资源、星间链路带宽资源以及馈电链路带宽资源，根据所述接入链路带宽资源、所述星间链路带宽资源以及所述馈电链路带宽资源，确定所述第一网络资源集合。
可选的，根据所述虚拟源节点添加与所述虚拟源节点对应的宿节点，确定所述虚拟宿节点；
所述根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系，包括：
根据所述虚拟源节点，确定第一通信链路集合；其中，所述第一通信链路集合为所述虚拟源节点与任一所述卫星节点的通信链路集合，所述虚拟源节点与任一所述卫星节点的链路为接入链路；
根据所述虚拟宿节点，确定第二通信链路集合；其中，所述第二通信链路集合为所述虚拟宿节点与任一所述地面站节点的通信链路集合，所述虚拟宿节点与任一所述地面站节点的链路为承载链路；
根据所述第一通信链路集合和所述第二通信链路集合，对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定所述第二网络拓扑关系。
可选的，所述根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合和第二链路资源集合，包括：
根据所述预设资源切分比例，对所述接入链路带宽资源进行切分，确定所述第一链路资源集合。
可选的，所述根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值，包括：
根据所述第一链路资源集合，通过最大流算法对所述第二网络拓扑关系进行遍历；
响应于确定目标链路的最大流量，确定所述第二网络拓扑关系中任一网络链路流量值；其中，所述目标链路为所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点之间的通信链路；
根据若干所述网络链路流量值，确定所述第一流量配置集合；
对所述第一流量配置集合中的任一所述网络链路流量值进行求和，确定所述第一总流量值。
可选的，所述根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值，包括：
根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定确定任一非目标链路的流量值；
根据任一所述非目标链路的流量值和所述第一链路资源集合，确定任一非目标链路的流量值；
根据任一所述非目标链路的流量值和所述第一网络资源集合，确定第二链路资源集合；
根据所述第二链路资源集合，确定所述第二流量配置集合和所述第二总流量值。
可选的，所述根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，包括：
合并所述第一流量配置集合和所述第二流量配置集合，确定目标卫星网络流量配置集合，并根据所述目标卫星网络流量配置集合确定所述最优数据传输路径；
合并所述第一总流量值和所述第二总流量值，确定目标卫星网络最大流量，并将所述目标卫星网络最大流量确定为所述最大链路带宽。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种卫星通信网络资源配置装置，包括：
关系确定模块，被配置为获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；
网络更新模块，被配置为确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；
资源切分模块，被配置为根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；
第一流量计算模块，被配置为根据所述第一链路资源集合和所述和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一流量总值；
第二流量计算模块，被配置为根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二流量总值；
资源配置模块，被配置为根据所述第一流量配置集合、所述第一流量总值、所述第二流量配置集合和所述第二流量总值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上述任意一项所述的卫星通信网络资源配置方法。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行上述任一所述的卫星通信网络资源配置方法。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，当所述计算机程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的卫星通信网络资源配置方法。
从上面所述可以看出，本申请提供的一种卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质，包括：获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；根据所述第一链路资源集合和所述和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。本申请通过定义初始状态的卫星通信网络中的资源划分比例，对网络接入链路资源进行划分，处理整网传输资源，实现对网络覆盖需求的资源的优先配置，解决现有技术中使用最大流算法实现卫星网络吞吐能力最大化引起的网络覆盖缺口问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的实施例，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为本申请实施例的卫星通信网络覆盖缺口现象示意图；
图2为本申请实施例的卫星通信网络的第一网络拓扑关系示意图；
图3为本申请实施例的卫星通信网络资源配置方法的流程示意图；
图4为本申请实施例的卫星通信网络资源配置装置的示意图；
图5为本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如背景技术部分所述，LSSN网络(Large Scale Satellite Networks，即大规模卫星网络，简写为LSSN)作为一种复杂的通信基础设施，通过激光链路将数百到数千颗低地球轨道卫星相互连接，实现全球范围的高吞吐量覆盖。
在LSSN网络中，为了优化网络流量并实现网络吞吐能力最大化，通常使用最大流算法优化网络流量使得网络吞吐能力最大化，从而实现LSSN的资源优化。然而，最大流算法缺乏对于网络覆盖缺口(如图1所示)这一显著影响网络性能和用户体验的重要方面的考虑，即当使用最大流算法规划链路带宽资源配置时，某些卫星在卫星和地面用户之间的星地链路缺乏带宽资源，导致卫星信号覆盖区域无法为用户提供网络连接带宽，引起业务中断、丢包等问题，从而存在忽视覆盖缺口、缺乏综合考虑以及缺乏动态调整的问题，导致资源配置不合理，从而限制了对于LSSN的资源优化的效果。如图1所示，可以看出卫星网络中左上角和右上角的卫星并没有被卫星网络中的流量资源覆盖，即出现了覆盖缺口。
忽视覆盖缺口具体表现为：最大流算法主要关注于网络中的最优数据传输路径和最大链路带宽配置，但它在资源优化过程中往往忽略了覆盖缺口问题。这就意味着一些卫星可能会因为资源分配不足而无法为特定地区的用户提供足够的网络连接能力，导致业务中断和丢包等问题。
缺乏综合考虑具体表现为：现有的最大流算法通常是基于网络中单一指标的优化，即最大化网络吞吐量。然而，在实际应用中，网络性能的优化需要综合考虑多个指标，如资源覆盖范围等。仅仅追求最大流量可能导致其他性能方面的折衷，进而影响用户体验。
缺乏动态调整具体表现为：随着用户需求和网络状态的变化，资源的优化和分配需要进行动态调整。然而，传统的最大流算法往往缺乏这种动态调整的能力，这可能会导致资源的浪费或网络性能下降。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种卫星通信网络资源配置方法、装置、电子设备及存储介质，通过定义初始状态的卫星通信网络中的资源划分比例，对网络接入链路资源进行划分，处理整网传输资源，实现对网络覆盖需求的资源的优先配置，解决现有技术中使用最大流算法实现卫星网络吞吐能力最大化引起的网络覆盖缺口问题。包括：获取目标卫星通信网络，确定目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据虚拟源节点和所述虚拟宿节点对第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；根据预设资源切分比例对第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；根据第一链路资源集合和第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；根据第一流量配置集合和第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；根据第一流量配置集合、第一总流量值、第二流量配置集合和第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据最优数据传输路径和最大链路带宽进行网络流量资源配置。
如图2所示，所述卫星通信网络资源配置方法包括：
步骤S202、获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；
步骤S204、确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；
步骤S206、根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；
步骤S208、根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；
步骤S210、根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；
步骤S212、根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。
在步骤S202中，如图3所示，目标卫星通信网络中的业务流量从地面终端通过接入链路发送至卫星(即接入卫星)，接入卫星通过星间链路将流量转发至地面站上空的卫星(即馈电卫星)，馈电卫星通过馈电链路将流量转发至地面站，地面站最终将流量转发至核心网。
在一些可选的实施方式中，获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合，包括：首先获取处于初始状态的目标卫星通信网络的卫星节点、地面站节点、接入链路、星间链路、馈电链路、接入链路的带宽资源、星间链路的带宽资源以及馈电链路的带宽资源，接入链路带宽资源记为Bacc，星间链路带宽资源记为Bisl，馈电链路带宽资源记为Bfeed，根据上述的节点和链路构建网络拓扑关系，即第一网络拓扑关系，根据上述的链路的带宽资源构建第一网络资源集合。其中，接入链路带宽资源、星间链路带宽资源、馈电链路带宽资源分别用于限定使用该链路进行数据传输时占用的最大带宽值。例如，当接入链路带宽资源、星间链路带宽资源、馈电链路带宽资源分别为2GB、10GB、16GB时，则表明通过接入链路进行流量传输时，接入链路的流量不能超过2GB，相同的，10GB和16GB表示，通过星间链路和馈电链路进行流量传输时，间链路和馈电链路的流量分别不能超过10GB和16GB。
在一些可选的实施方式中，用图G＝(V，E)表示当前卫星网络的网络拓扑模型，其中集合V＝Vs∪Vg表示网络节点集合，集合Vs表示所有卫星节点，集合Vg表示所有地面站节点；集合E＝Eisl∪Efeed表示网络链路集合，集合Eisl表示所有星间链路，集合Efeed表示所有馈电链路。
卫星通信网络业务流量由地面终端发出，通过接入链路集合Eacc转发至接入卫星，并由接入卫星传入网络，且所有卫星节点均可与地面终端通信，因此设置流入节点集合Vs，Vs包含所有卫星；卫星网络业务流量的流出节点集合为所有地面站Vg，业务流量最终通过地面站转发至核心网。依据第一网络拓扑关系G及接入链路带宽资源Bacc、星间链路带宽资源Bisl、馈电链路带宽资源Bfeed，生成第一网络资源集合Call(也可称为网络资源模型)。
在步骤S204中，根据所述虚拟源节点添加与所述虚拟源节点对应的宿节点，确定所述虚拟宿节点；所述根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系，包括：根据所述虚拟源节点，确定第一通信链路集合；其中，所述第一通信链路集合为所述虚拟源节点与任一所述卫星节点的通信链路集合，所述虚拟源节点与任一所述卫星节点的链路为接入链路；根据所述虚拟宿节点，确定第二通信链路集合；其中，所述第二通信链路集合为所述虚拟宿节点与任一所述地面站节点的通信链路集合，所述虚拟宿节点与任一所述地面站节点的链路为承载链路；根据所述第一通信链路集合和所述第二通信链路集合，对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定所述第二网络拓扑关系。
在一些可选的实施方式中，确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系，包括：首先，添加虚拟源节点s，并建立虚拟源节点s与所有卫星节点v∈Vs之间的双向通信链路{e(s,v),e(v,s)},(v∈Vs)以表示接入链路集合Eacc，其中e(s,v)代表由虚拟源节点s至卫星节点v的链路，e(v,s)代表由卫星节点v至虚拟源节点s的链路。
其次，根据虚拟源节点s，建立与虚拟源节点s对应的虚拟宿节点t，并在虚拟宿节点t与所有地面站节点v∈Vg之间建立通信链路{e(t,v),e(v,t)},(v∈Vg)，其中，e(t,v)为由虚拟宿节点t至卫星节点v的链路，e(v,t)为由卫星节点v至虚拟宿节点t的链路。其中，需要说明的是，由虚拟宿节点t至卫星节点v的链路e(t,v)和由卫星节点v至虚拟宿节点t的链路e(v,t)为代表地面站与核心网之间的承载链路，记为Ecarrier。
最后，将虚拟源节点s、虚拟宿节点t添加至网络节点集合V中，并将添加虚拟源节点s、虚拟宿节点t后的网络节点集合V更新为V'；将虚拟源节点s至卫星节点v的链路e(s,v)、由卫星节点v至虚拟源节点s的链路e(v,s)、由虚拟宿节点t至卫星节点v的链路e(t,v)、由卫星节点v至虚拟宿节点t的链路e(v,t)添加至网络链路集合E中，并将网络链路集合E更新为E'。进一步的，根据更新后的网络节点集合V'和网络链路集合E'对图G进行更新，确定第二网络拓扑关系G'，G'＝(V',E')。
在步骤S206中，根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合，包括：根据所述预设资源切分比例，对所述接入链路带宽资源进行切分，确定所述第一链路资源集合。
在一些可选的实施方式中，指定网络中的接入链路为切分对象集合，并依据资源切分比例对切分对象集合中的资源进行切分。其中，预设资源切分比例ratiosplit可以根据具体情况进行设定，例如当预设资源切分比例ratiosplit设定为50％时，即，将接入链路带宽资源Bacc乘以预设资源切分比例ratiosplit，将乘积对应的链路带宽资源作为第一链路资源集合。
需要说明的是，承载链路(即馈电卫星与虚拟宿节点之间的链路)对应的带宽资源设置为无限。
在一些可选的实施方式中，第一链路资源集合可以是，将任一接入链路的带宽资源乘以预设资源切分比例确定，也可以将全部的接入链路的带宽资源的总和乘以预设资源切分比例确定，本申请不做具体限定。
在步骤S208中，根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值包括：根据所述第一链路资源集合，通过最大流算法对所述第二网络拓扑关系进行遍历；响应于确定目标链路的最大流量，确定所述第二网络拓扑关系中任一网络链路流量值；其中，所述目标链路为所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点之间的通信链路；根据若干所述网络链路流量值，确定所述第一流量配置集合；对所述第一流量配置集合中的任一所述网络链路流量值进行求和，确定所述第一总流量值。
在一些可选的实施方式中，第一流量配置集合为网络达到最大流量时所占用的网络链路及链路所对应的流量，第一总流量值为基于第一链路资源集合所表示的网络里，由虚拟源节点δ到虚拟宿节点t间所能承载的最大流量值。进一步的，根据第一流量配置集合和第一网络资源集合，遍历网络链路集合E′(网络拓扑关系可以确定链路，多个链路构成链路集合)中的所有链路e，e∈E′，计算网络中各个链路的剩余资源，得到网络剩余资源切片Cremain，以任一链路e为例，如果链路e为星间链路或馈电链路(e∈Eisl∪Efeed)，则链路e的剩余带宽资源为Cremain(e)为：
Cremain(e)＝Call(e)-|F1(e)|
其中，Call(e)表示第一网络资源集合Call中链路e中的资源，|F1(e)|表示在第一流量配置集合中链路e的流量值。
如果链路e为接入链路(e∈Eacc)，则链路e的剩余带宽资源Cremain(e)为：
Cremain(e)＝Bacc-|F1(e)|
其中，Bacc表示接入链路的带宽资源，|F1(e)|表示在流量配置F1中链路e的流量值。
在一些可选的实施方式中，最大流量算法可以是Boykov-Kolmogorov(BK)算法。进一步的，通过最大流量算法计算由通过虚拟源节点到虚拟宿节点的最大流如下公式所示：
(F1，Th1)＝maxflowBoykov-Kolmogorov(Cpart，s，t)
其中，Boykov-Kolmogorov为最大流算法，Cpart为第一链路资源集合，s为虚拟源节点，t为虚拟宿节点。
根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值包括：
步骤S210、根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；包括：根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定确定任一非目标链路的流量值；根据任一所述非目标链路的流量值和所述第一链路资源集合，确定任一非目标链路的流量值；根据任一所述非目标链路的流量值和所述第一网络资源集合，确定第二链路资源集合；根据所述第二链路资源集合，确定所述第二流量配置集合和所述第二总流量值。
步骤S212、根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置，包括：合并所述第一流量配置集合和所述第二流量配置集合，确定目标卫星网络流量配置集合，并根据所述目标卫星网络流量配置集合确定所述最优数据传输路径；合并所述第一总流量值和所述第二总流量值，确定目标卫星网络最大流量，并将所述目标卫星网络最大流量确定为所述最大链路带宽。
从上述可以看出，本申请提供的一种卫星通信网络资源配置方法，包括：获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；根据所述第一链路资源集合和所述和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。本申请通过定义初始状态的卫星通信网络中的资源划分比例，对网络接入链路资源进行划分，处理整网传输资源，实现对网络覆盖需求的资源的优先配置，解决现有技术中使用最大流算法实现卫星网络吞吐能力最大化引起的网络覆盖缺口问题。
需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种卫星通信网络资源配置装置。
参考图4，所述卫星通信网络资源配置装置，包括：
关系确定模块402，被配置为获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；
网络更新模块404，被配置为确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；
资源切分模块406，被配置为根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；
第一流量计算模块408，被配置为根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一流量总值；
第二流量计算模块410，被配置为根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二流量总值；
资源配置模块412，被配置为根据所述第一流量配置集合、所述第一流量总值、所述第二流量配置集合和所述第二流量总值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的卫星通信网络资源配置方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的卫星通信网络资源配置方法。
图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的卫星通信网络资源配置方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的卫星通信网络资源配置方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的卫星通信网络资源配置方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例所述的卫星通信网络资源配置方法相对应的，本公开还提供了一种计算机程序产品，其包括计算机程序指令。在一些实施例中，所述计算机程序指令可以由计算机的一个或多个处理器执行以使得所述计算机和/或所述处理器执行所述的色彩矫正方法。对应于所述的色彩矫正方法各实施例中各步骤对应的执行主体，执行相应步骤的处理器可以是属于相应执行主体的。
上述实施例的计算机程序产品用于使所述计算机和/或所述处理器执行如上任一实施例所述的卫星通信网络资源配置方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星通信网络资源配置方法，其特征在于，所述卫星通信网络包括：卫星节点、地面站节点、接入链路、星间链路以及馈电链路，其中，所述卫星节点包括接入卫星和馈电卫星；
所述方法包括：
获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；
确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；
根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；
根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值；
根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值；
根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合，包括：
获取所述卫星节点、所述地面站节点、所述接入链路、所述星间链路以及所述馈电链路；
根据所述卫星节点、所述地面站节点、所述接入链路、所述星间链路以及所述馈电链路，确定所述第一网络拓扑关系；
确定接入链路带宽资源、星间链路带宽资源以及馈电链路带宽资源，根据所述接入链路带宽资源、所述星间链路带宽资源以及所述馈电链路带宽资源，确定所述第一网络资源集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述虚拟源节点添加与所述虚拟源节点对应的宿节点，确定所述虚拟宿节点；
所述根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系，包括：
根据所述虚拟源节点，确定第一通信链路集合；其中，所述第一通信链路集合为所述虚拟源节点与任一所述卫星节点的通信链路集合，所述虚拟源节点与任一所述卫星节点的链路为接入链路；
根据所述虚拟宿节点，确定第二通信链路集合；其中，所述第二通信链路集合为所述虚拟宿节点与任一所述地面站节点的通信链路集合，所述虚拟宿节点与任一所述地面站节点的链路为承载链路；
根据所述第一通信链路集合和所述第二通信链路集合，对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定所述第二网络拓扑关系。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合和第二链路资源集合，包括：
根据所述预设资源切分比例，对所述接入链路带宽资源进行切分，确定所述第一链路资源集合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一总流量值，包括：
根据所述第一链路资源集合，通过最大流算法对所述第二网络拓扑关系进行遍历；
响应于确定目标链路的最大流量，确定所述第二网络拓扑关系中任一网络链路流量值；其中，所述目标链路为所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点之间的通信链路；
根据若干所述网络链路流量值，确定所述第一流量配置集合；
对所述第一流量配置集合中的任一所述网络链路流量值进行求和，确定所述第一总流量值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二总流量值，包括：
根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定任一非目标链路的流量值；
根据任一所述非目标链路的流量值和所述第一链路资源集合，确定任一非目标链路的流量值；
根据任一所述非目标链路的流量值和所述第一网络资源集合，确定第二链路资源集合；
根据所述第二链路资源集合，确定所述第二流量配置集合和所述第二总流量值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一流量配置集合、所述第一总流量值、所述第二流量配置集合和所述第二总流量值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，包括：
合并所述第一流量配置集合和所述第二流量配置集合，确定目标卫星网络流量配置集合，并根据所述目标卫星网络流量配置集合确定所述最优数据传输路径；
合并所述第一总流量值和所述第二总流量值，确定目标卫星网络最大流量，并将所述目标卫星网络最大流量确定为所述最大链路带宽。
8.一种卫星通信网络资源配置装置，其特征在于，包括：
关系确定模块，被配置为获取目标卫星通信网络，确定所述目标卫星通信网络的第一网络拓扑关系和第一网络资源集合；
网络更新模块，被配置为确定虚拟源节点和虚拟宿节点，根据所述虚拟源节点和所述虚拟宿节点对所述第一网络拓扑关系进行更新，确定第二网络拓扑关系；
资源切分模块，被配置为根据预设资源切分比例对所述第一网络资源集合进行切分，确定第一链路资源集合；
第一流量计算模块，被配置为根据所述第一链路资源集合和所述第二网络拓扑关系，确定第一流量配置集合和第一流量总值；
第二流量计算模块，被配置为根据所述第一流量配置集合和所述第一链路资源集合，确定第二流量配置集合和第二流量总值；
资源配置模块，被配置为根据所述第一流量配置集合、所述第一流量总值、所述第二流量配置集合和所述第二流量总值，确定最优数据传输路径和最大链路带宽，并根据所述最优数据传输路径和所述最大链路带宽进行网络流量资源配置。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现根据权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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