CN206226436U - 一种空间信息网络资源双层调度系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空间信息网络资源双层调度系统，包括天基调度中心和地基调度中心；所述天基调度中心包括天基感知中心和天基感知节点；所述地基调度中心包括地基感知中心和地基感知节点。本实用新型解决了现有空间信息网络全域覆盖能力有限、网络扩展和协同应用能力弱的问题，并且大大提高了大时空跨度下实时端到端传输容量优化的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空间信息网络资源双层调度系统，属于空间信息网络技术领域。
背景技术
空间信息网络作为国家的重要基础设施，可以服务远洋航行、应急救援、导航定位、航空运输、航天测控等很多领域。但是，空间信息网络网络系统的动态变化和通信链路的频繁连接/中断的特性，使得网络在不同时间可用的网络带宽与服务质量是变化的，而且各种飞行器信息传送带宽的需求也不尽相同，比如战时优先服务于空间信息作战，可以提高作战的实时性与有效性；平时优先服务于应急事件等，加快对紧急事件的响应速度；除此之外尽量保证网络资源的公平性与最大效能，最大努力满足不同用户的不同需求。
空间信息网络是以卫星为核心，由地面控制中心、飞行器、航天器等信息平台以及用户终端等节点组成的立体化网状网络。许多低轨侦查卫星，需要接入空间信息网络，经由中高轨卫星的中继，来完成数据传输。而用于中继传输的中高轨卫星的数量和资源是受限的。。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种针对信息网络的运行环境和任务需求对其网络资源进行调度，实现高的带宽利用率和网络吞吐量的信息网络链路的空间信息网络资源双层调度系统。
本实用新型的目的是建立一种空间信息网络资源调度模型，该模型主要包括天基调度中心和地基调度中心，根据任务不同在天基和地基调度中心分别实现网络资源的实时调度。该模型可以有效提高空间信息网络的资源利用率并提高网络吞吐量，发挥空间信息网络资源的最大效能。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间信息网络资源双层调度系统，包括天基调度中心和地基调度中心；
所述天基调度中心包括天基感知中心和天基感知节点；
所述地基调度中心包括地基感知中心和地基感知节点。
本实用新型的有益效果是：本实用新型与传统的无线传感网络不同，基于群智感知技术的空间信息网络具有感知节点动态变化、覆盖面积广、拓扑结构动态变化、空间环境复杂、延时大且数据量大等特点。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述天基调度中心包括至少一个天基感知节点和天基感知中心；
所述天基感知节点统计固定时间周期的任务需求，发送给天基感知中心；
所述天基感知中心根据采集的各个感知节点的任务需求，进行网络资源分配，生成调度表，然后根据调度表具体依次为各个感知节点提供中继服务。
进一步，所述地基调度中心包括至少一个地面感知节点和地面感知中心；
所述地面感知节点统计固定时间周期的任务需求，生成任务请求表，定期发送给地面感知中心；
所述地面感知中心接收天基感知中心的剩余网络资源信息，根据采集的各个地面感知节点的任务需求，进行网络资源分配，生成调度表，然后根据调度表依次为各个感知节点提供服务。
进一步，所述天基感知节点还发送所述天基感知节点的I D和位置信息到天基感知中心。
进一步，所述天基感知中心为中继卫星。
进一步，所述天基感知节点包括航天器和近地面飞行器。
进一步，所述地面感知中心为中继卫星地面站。
进一步，所述地基感知节点包括地面站。
本实用新型将空间信息网络分为天基调度中心和地基调度中心。根据任务需求不同，在天基骨干网节点中继卫星或中继卫星地面站完成空间网络资源的实时调度，支持天基调度独立运行、地基调度独立运行、与天基地基调度协同运行三种工作模式，有效提高空间信息网络的带宽利用率和吞吐量。针对空间信息网络大时空跨度网络体系结构、动态网络环境下的高速信息传输及高时效应用的要求，可从根本上解决现有空间信息网络全域覆盖能力有限、网络扩展和协同应用能力弱的问题，本实用新型以群智感知技术及空间信息网络为基础，提出了基于群智感知技术的空间信息网络资源双层调度模型，该模型分为天基调度中心和地基调度中心，该模型并大大提高大时空跨度下实时端到端传输容量优化的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例1所述的一种空间信息网络资源天基调度系统结构示意图；
图2为本发明具体实例所述的矩阵调度表；
图3为群智感知模型示意图；
图4为本发明具体示例所述的一种空间信息网络资源调度系统示意图；
图5为本发明实施例所述地基调度中心示意图；
图6为本发明实施例所述天基调度中心示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，为本发明实施例1所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，包括天基调度中心和地基调度中心；
所述天基调度中心包括天基感知中心和天基感知节点；
所述地基调度中心地基感知中心和地基感知节点。
本实用新型实施例1所述的一种空间信息网络资源天基调度系统结构示意图，所述天基调度中心包括至少一个天基感知节点和天基感知中心；
所述天基感知节点统计固定时间周期的任务需求，发送给天基感知中心；
所述天基感知中心根据采集的各个感知节点的任务需求，进行网络资源分配，生成调度表，然后根据调度表具体依次为各个感知节点提供中继服务。
本实用新型实施例2所述的一种空间信息网络资源地基调度系统结构示意图，所述地基调度中心至少一个地面感知节点和地面感知中心；
所述地面感知节点统计固定时间周期的任务需求，生成任务请求表，定期发送给地面感知中心；
所述地面感知中心接收天基感知中心的剩余网络资源信息，根据采集的各个地面感知节点的任务需求，进行网络资源分配，生成调度表，然后根据调度表依次为各个感知节点提供服务。
图2为本发明具体实例所述的矩阵调度表。
所述天基感知节点还发送所述天基感知节点的I D和位置信息到天基感知中心。
所述天基感知中心为中继卫星。
所述天基感知节点包括航天器和近地面飞行器。
所述地面感知中心为中继卫星地面站。
所述地基感知节点包括地面站。
具体的，所述天基感知中心为中继卫星。所述天基感知节点包括航天器和近地面飞行器。所述地面感知中心为中继卫星地面站；所述地基感知节点包括航天器地面用户站和临近空间层飞行器地面用户站。
图3为群智感知模型示意图，描述了群智感知模型，该模型主要包括群智感知中心、感知节点，感知中心具有任务收集、数据处理、数据转发等功能。与传统的无线传感网络不同，基于群智感知技术的空间信息网络具有感知节点动态变化、覆盖面积广、拓扑结构动态变化、空间环境复杂、延时大且数据量大等特点。基于以上特点，本发明提出了基于群智感知的空间信息网络资源双层调度方法及系统。
由于基于群智感知的空间信息网络双层调度模型的网络节点为各种飞行器、各种功能的卫星等，其空间位置不固定，网络内的各节点之间的信息链路也不固定，因此网络结构是动态变化的。在本发明中，飞行器有两类：一类是航天器，运行稳定，具有自己特定的轨道，相互之间的通信链路具有可预测性；另一类是临近空间飞行器，机动性强，运动轨迹不稳定，相互间的通信链路会出现不可预测的中断。
本发明以群智感知技术为导向，提出基于群智感知技术的空间信息网络资源双层调度系统，包括天基调度中心和地基调度中心。如图5所示，地基调度中心以地面总控中心为感知中心，中继卫星地面控制站作为群智感知空间信息网络的地基感知中心，各个地面站地基调度中心作为感知节点；如图6所示，天基调度中心是以空间信息网骨干网节点中继卫星作为群智感知空间信息网络的感知中心，空间层航天器、近地飞行器作为感知节点。需要说明的是，本发明中天基调度中心仅是将空间信息网络中数据中继卫星的用户航天器作为感知节点，即凡是轨道位置在国内地球站视距以外的GEO航天器和有数据实时传输要求的NGEO，其测控和数据需要由国内地球站通过中继卫星中转实施；凡是在国内地球站视距以外有事件应急处理要求的各种轨道航天器，其应急处理都可由国内地球站通过数据卫星中转实施的用户航天器。
如图4所示，为本发明实施示例所述的一种空间信息网络资源双层调度示意图，以天基地基协同调度为例，包括：作为各卫星地面控制中心的地面感知节点地基感知节点向地面感知中心发布任务需求；各个空间层航天器作为天基感知节点向天基感知中心发布任务需求，优先服务天基感知节点模式下，天基感知中心安排任务矩阵调度表，并将其发布给地基感知中心。地基感知中心解析调度表获取剩余时隙，添加地基感知节点的任务，生成新的矩阵调度表，发送至天基感知中心。天基感知中心与地基感知中心根据调度表分别在授权时隙为感知节点提供网络服务。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，包括天基调度中心和地基调度中心；
所述天基调度中心包括天基感知中心和天基感知节点；
所述地基调度中心包括地基感知中心和地基感知节点。
2.如权利要求1所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述天基调度中心包括至少一个天基感知节点和天基感知中心；
所述天基感知节点统计固定时间周期的任务需求，发送给天基感知中心；
所述天基感知中心根据采集的各个感知节点的任务需求，进行网络资源分配，生成调度表，然后根据调度表具体依次为各个感知节点提供中继服务。
3.如权利要求2所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述地基调度中心包括至少一个地面感知节点和地面感知中心；
所述地面感知节点统计固定时间周期的任务需求，生成任务请求表，定期发送给地面感知中心；
所述地面感知中心接收天基感知中心的剩余网络资源信息，根据采集的各个地面感知节点的任务需求，进行网络资源分配，生成调度表，然后根据调度表依次为各个感知节点提供服务。
4.如权利要求3所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述天基感知节点还发送所述天基感知节点的ID和位置信息到天基感知中心。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述天基感知中心为中继卫星。
6.如权利要求1-4任一项所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述天基感知节点包括航天器和近地面飞行器。
7.如权利要求3所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述地面感知中心为中继卫星地面站。
8.如权利要求1-4任一项所述的一种空间信息网络资源双层调度系统，其特征在于，所述地基感知节点包括地面站。
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| CN201621085001.1U CN206226436U (zh) | 2016-09-27 | 2016-09-27 | 一种空间信息网络资源双层调度系统 |
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2016
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