基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，屬于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由【技術(shù)領(lǐng)域】，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：構(gòu)造一個(gè)按照通信時(shí)隙表分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；根據(jù)24顆衛(wèi)星的通信時(shí)隙表構(gòu)造中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間演化圖模型；采用多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆優(yōu)化迪杰斯特拉最短路徑算法的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；在時(shí)間演化圖模型中應(yīng)用優(yōu)化的迪杰斯特拉最短路徑算法計(jì)算最優(yōu)路由。本發(fā)明通過優(yōu)化時(shí)間演化圖路由算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在時(shí)間演化圖路由算法中采用多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆，并應(yīng)用于分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)性能指數(shù)優(yōu)于其他傳統(tǒng)路由算法，并且明顯降低了時(shí)間復(fù)雜度。
【專利說明】基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí) 間演化圖路由算法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，通信衛(wèi)星被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如軍事、 導(dǎo)航、定位、天氣預(yù)報(bào)、電視直播等等。根據(jù)不同的軌道高度可以將衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為三種， 即低軌道（LE0)、中軌道（ΜΕ0)和高軌道（GE0)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0003] 單顆LE0衛(wèi)星的覆蓋范圍有限，且存在衛(wèi)星與用戶之間切換過于頻繁的問題。GE0 衛(wèi)星也存在一些致命的缺陷，比如長距離導(dǎo)致延時(shí)過大，軌道資源稀缺，通信限制和巨大的 信號(hào)衰落?；谝陨显?，ΜΕ0衛(wèi)星可以作為GE0衛(wèi)星和LE0衛(wèi)星的折衷選擇。相比于GE0 衛(wèi)星系統(tǒng)，ΜΕ0衛(wèi)星系統(tǒng)的傳輸損耗較小，傳播延遲約為GE0的四分之一，相比于LE0衛(wèi)星 系統(tǒng)，ΜΕ0的移動(dòng)速度較慢，且由于其覆蓋范圍較大，ΜΕ0星座所需要的衛(wèi)星數(shù)量較少。因 此，從某種程度上來看，ΜΕ0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)克服了 GE0和LE0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，同時(shí)，其 服務(wù)性能、服務(wù)壽命、傳輸時(shí)延、技術(shù)和實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)、系統(tǒng)復(fù)雜度和系統(tǒng)開銷都在可以控制在 一個(gè)合適的可以接受的范圍內(nèi)。眾所周知，路由在這樣的動(dòng)態(tài)拓?fù)渫ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中占有非常重 要的地位。然而，當(dāng)今針對(duì)于ΜΕ0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的路由算法仍非常缺乏。
[0004] ΜΕ0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)間變化，當(dāng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨之改變。針對(duì)于單層衛(wèi) 星網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有的路由算法大致可以分為兩大類：虛擬拓?fù)渎酚伤惴ê吞摂M節(jié)點(diǎn)路由算法。對(duì) 于虛擬拓?fù)渎酚伤惴?，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行時(shí)間被分為若干個(gè)時(shí)隙，而其拓?fù)湓诿總€(gè)時(shí)隙中被 看作固定不變的，但是這種算法對(duì)實(shí)時(shí)變化的適應(yīng)性非常差，例如鏈路擁塞或者節(jié)點(diǎn)失效， 更糟糕的是，龐大的衛(wèi)星數(shù)目使得路由表非常大且計(jì)算時(shí)間極高。對(duì)于虛擬節(jié)點(diǎn)路由算法， 地球的物理拓?fù)浔惶摂M節(jié)點(diǎn)組成的邏輯拓?fù)涓采w，其用戶密度高度不均勻，且一個(gè)地區(qū)骨 當(dāng)前提供服務(wù)的衛(wèi)星不能提供一個(gè)很好的覆蓋，虛擬節(jié)點(diǎn)和真實(shí)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)之間的映射并沒 有看起來那么簡單?？紤]到上述的問題以及基于分時(shí)隙通信的ΜΕ0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)， 傳統(tǒng)的虛擬拓?fù)浜吞摂M節(jié)點(diǎn)路由算法是不適用的。它們不能滿足本發(fā)明中建立的ΜΕ0衛(wèi)星 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信需求。
[0005] 在很多科學(xué)領(lǐng)域中，圖理論都有很好的應(yīng)用，尤其是在分析和設(shè)計(jì)固定拓?fù)涞木W(wǎng) 絡(luò)路由方面。另外，時(shí)間演化圖可以從動(dòng)態(tài)和暫態(tài)兩方面自然并準(zhǔn)確地捕捉到圖中實(shí)體之 間關(guān)系的演化過程。Xuan，F(xiàn)erreira和Jarry第一個(gè)研究了依據(jù)固定時(shí)間表動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng) 絡(luò)中的路由問題，網(wǎng)絡(luò)在不同時(shí)間間隔內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是可以預(yù)知的，他們利用了演化圖來 捕捉這樣的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的變化特征。近期，Monteiro J，Goldman A和ArantesL應(yīng)用演化圖 來評(píng)估不同的ad-hoc和DTN路由協(xié)議。在時(shí)間演化圖理論中，很多算法可以用于尋求最短 路徑，這些算法中最典型的是迪杰斯特拉算法（Dijkstra)，它可以計(jì)算出圖中兩點(diǎn)間的最 優(yōu)路徑。Dijkstra算法中的關(guān)鍵步驟是"尋找到源節(jié)點(diǎn)的最小相鄰節(jié)點(diǎn)并從節(jié)點(diǎn)表中刪除 它"。然而，Dijkstra算法的問題在于，它花費(fèi)了過長的時(shí)間來轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)表，刪除最小節(jié)點(diǎn) 并更新節(jié)點(diǎn)表。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、網(wǎng)絡(luò)性能指數(shù)優(yōu)且 能夠明顯降低時(shí)間復(fù)雜度的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法。
[0007] 本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，包括以下步驟：
[0009] 步驟1、構(gòu)造一個(gè)按照通信時(shí)隙表分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；
[0010] 步驟2、根據(jù)24顆衛(wèi)星的通信時(shí)隙表構(gòu)造中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間演化圖模 型；
[0011] 步驟3、采用多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆優(yōu)化迪杰斯特拉最短路徑算法的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié) 構(gòu)；
[0012] 步驟4、在時(shí)間演化圖模型中應(yīng)用優(yōu)化的迪杰斯特拉最短路徑算法計(jì)算最優(yōu)路由。
[0013] 而且，所述步驟1構(gòu)建方法為：采用STK仿真環(huán)境構(gòu)造 Walker星座及其軌道模型， 利用STK仿真環(huán)境生成軌道數(shù)據(jù)信息，將軌道數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入0ΡΝΕΤ應(yīng)用在中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)中，使分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的24顆衛(wèi)星按照其既定軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0014] 而且，所述Walker星座為Walker-24/3/l結(jié)構(gòu)星座群，每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)內(nèi)配置應(yīng)用 層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層；每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)配置一對(duì)定向收發(fā)天線，在某一方向上 增益為200分貝，在其他方向上增益均為0;每個(gè)衛(wèi)星的收發(fā)天線按照通信時(shí)隙表自動(dòng)轉(zhuǎn)換 指向并與其他衛(wèi)星建鏈通信。
[0015] 而且，所述步驟2的時(shí)間演化圖模型為一張給定圖的β個(gè)子圖的有序序列，每一 個(gè)子圖對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)時(shí)隙的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；每個(gè)衛(wèi)星被視為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，衛(wèi)星之間的連接被 視為邊，整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)被視為一個(gè)圖，在構(gòu)建時(shí)，根據(jù)通信時(shí)隙表將衛(wèi)星之間連接存在的時(shí) 間間隔標(biāo)注在相對(duì)應(yīng)的邊上即可。
[0016] 而且，所述配對(duì)堆由配對(duì)堆節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)包含隊(duì)列元素和前驅(qū)指針、左孩 子指針和右孩子指針；所述配對(duì)堆包括合并、插入、減少關(guān)鍵元素和刪除最小元素操作。
[0017] 而且，所述步驟3的具體處理過程為：
[0018] (1)初始化源節(jié)點(diǎn)信息并構(gòu)造一個(gè)配對(duì)堆節(jié)點(diǎn)作為根節(jié)點(diǎn)，添加根節(jié)點(diǎn)的指針；
[0019] (2)根據(jù)根節(jié)點(diǎn)的信息判斷算法是否結(jié)束，如果沒有結(jié)束，遍歷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié) 點(diǎn)并累積其開銷；如果結(jié)束，則執(zhí)行步驟（5);
[0020] (3)如果相鄰節(jié)點(diǎn)的配對(duì)節(jié)點(diǎn)為空，生成一個(gè)并從相鄰節(jié)點(diǎn)中添加信息，隨后構(gòu)造 該節(jié)點(diǎn)與堆節(jié)點(diǎn)之間的指針關(guān)系；
[0021] (4)利用當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的最小權(quán)重與相鄰節(jié)點(diǎn)來更新配對(duì)堆節(jié)點(diǎn)的信息，并調(diào)整堆結(jié) 構(gòu)，返回步驟（2);
[0022] (5)根據(jù)最終節(jié)點(diǎn)的堆節(jié)點(diǎn)信息獲得路徑結(jié)果，并且釋放所有指針內(nèi)存空間。
[0023] 而且，所述步驟（2)累積開銷按下式計(jì)算：
[0024] 開銷=Σ α ·時(shí)間+ β ·跳數(shù)+ δ ·延遲+ γ ·其它
[0025] 其中，α、β、δ、Υ分別為時(shí)間、跳數(shù)、延遲以及其它所需性能參數(shù)的權(quán)重值；所 述的權(quán)重值根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置，或者根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的吞吐量、擁塞、丟包 率、延遲進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。
[0026] 而且，所述步驟4具體處理過程為：在初始化時(shí)，對(duì)源點(diǎn)S有最早到達(dá)時(shí)間d(s)= tMW，而對(duì)其它所有節(jié)點(diǎn)有d(u) =〇〇 ;此時(shí)，源點(diǎn)S是最小堆Q中的唯一根節(jié)點(diǎn)；然后，當(dāng)最 小堆Q非空時(shí)，其根節(jié)點(diǎn)被取出并被分配給堆Q的根X，并將其刪除；接下來，如果X有一個(gè) 或者一些鄰節(jié)點(diǎn)，為其每一個(gè)鄰居v計(jì)算第一個(gè)有效邊的時(shí)間是否大于等于當(dāng)前時(shí)間，如 果它不存在于堆Q中，將v插入堆Q ;隨后，更新d(v)及其關(guān)鍵元素；當(dāng)X的所有鄰節(jié)點(diǎn)均 被遍歷后，更新堆Q，關(guān)閉節(jié)點(diǎn)X ;最后，將X插入最先到達(dá)路徑樹T中，如果堆Q中不存在任 何節(jié)點(diǎn)，整個(gè)算法結(jié)束，從而獲得了從源點(diǎn)S到其它所有節(jié)點(diǎn)的最先到達(dá)路徑樹T。
[0027] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0028] 本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，通過優(yōu)化時(shí)間演化圖路由算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在時(shí)間演化圖路由 算法中采用多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆，并應(yīng)用于分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)性 能指數(shù)優(yōu)于其他傳統(tǒng)路由算法，并且明顯降低了時(shí)間復(fù)雜度，同時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量大幅增 加時(shí)，應(yīng)用多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)比斐波那契堆在時(shí)間優(yōu)化方面表現(xiàn)更 佳。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是衛(wèi)星A1-A8在第1至第4時(shí)隙內(nèi)的時(shí)間演化圖模型；
[0030] 圖2是本發(fā)明的多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的迪杰斯特拉算法流程圖；
[0032] 圖4是時(shí)間演化圖中迪杰斯特拉算法流程圖；
[0033] 圖5是本發(fā)明中的路由算法與基于ATM的路由算法、基于IP的路由算法在吞吐量 方面的對(duì)比圖；
[0034] 圖6是本發(fā)明中的路由算法與基于ATM的路由算法、基于IP的路由算法在丟包率 方面的對(duì)比圖；
[0035] 圖7是傳統(tǒng)迪杰斯特拉算法、基于斐波那契堆的迪杰斯特拉算法與基于多重性能 自適應(yīng)配對(duì)堆的迪杰斯特拉算法在平均端到端延時(shí)方面的對(duì)比圖；
[0036] 圖8是基于斐波那契堆的迪杰斯特拉算法與基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的迪杰 斯特拉算法在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)模增大時(shí)的對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
[0038] 一種基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，包括以下步驟：
[0039] 步驟1、構(gòu)造一個(gè)按照通信時(shí)隙表分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0040] 由于全球覆蓋方面步行者（Walker)星座具有其特定的優(yōu)勢，因此，本發(fā)明構(gòu)造 的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)模型采用Walker星座。具體來說，它由24顆ΜΕ0衛(wèi)星及三個(gè)軌道面組成，每 個(gè)軌道面包含八顆衛(wèi)星，所有24顆衛(wèi)星形成了 Walker-24/3/l結(jié)構(gòu)星座群。軌道高度為 30504. 137千米，軌道傾角為55度，離心率為0。
[0041] 具體到每個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)包含應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層。而 且，每個(gè)衛(wèi)星包含一對(duì)天線，即發(fā)射天線和接收天線。天線是定向的，在某個(gè)方向上有200dB 的增益，而在其它任何一個(gè)方向的的增益均為0。在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)，即3秒鐘內(nèi)，一個(gè)衛(wèi)星的發(fā) 射天線和接收天線同時(shí)指向另一個(gè)衛(wèi)星，這對(duì)衛(wèi)星相互通信，發(fā)送并接收數(shù)據(jù)，在接下來的 時(shí)隙中，天線的指向根據(jù)既定的時(shí)隙表發(fā)生轉(zhuǎn)換。
[0042] 應(yīng)用STK仿真環(huán)境構(gòu)造了 Walker星座及其軌道模型。同時(shí)，利用STK中生成的軌 道數(shù)據(jù)信息，將其導(dǎo)入0ΡΝΕΤ應(yīng)用在ΜΕ0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使分時(shí)隙通信的ΜΕ0衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)中的24顆衛(wèi)星按照其既定軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0043] 步驟2、根據(jù)24顆衛(wèi)星的通信時(shí)隙表構(gòu)造中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間演化圖模 型。
[0044] 圖理論是對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的一種正式的抽象。簡單地說，一個(gè)時(shí)間演化圖是一張給定 圖的β個(gè)子圖的有序序列，每一個(gè)給定序號(hào)的子圖對(duì)應(yīng)于同一序號(hào)的某個(gè)時(shí)隙的網(wǎng)絡(luò)連 接拓?fù)洹?br> [0045] 在圖模型中，衛(wèi)星被視為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，衛(wèi)星之間的連接被視為邊。同時(shí)，整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng) 絡(luò)被看作抽象意義上的一張圖。
[0046] 具體到本發(fā)明中的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，根據(jù)下表所示的通信時(shí)隙表，衛(wèi)星Α1-Α8 在第1至第4時(shí)隙內(nèi)的時(shí)間演化過程如圖1所示，將衛(wèi)星之間連接存在的時(shí)間間隔標(biāo)注在 相對(duì)應(yīng)的邊上。由于{Al, Α4}存在于時(shí)隙1，而{Α4, Α2}存在于時(shí)隙2,因此{(lán)Al, Α4, Α2}不 是一條有效的路徑。
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征在于包括以下步 驟： 步驟1、構(gòu)造一個(gè)按照通信時(shí)隙表分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)； 步驟2、根據(jù)24顆衛(wèi)星的通信時(shí)隙表構(gòu)造中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間演化圖模型； 步驟3、采用多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆優(yōu)化迪杰斯特拉最短路徑算法的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)； 步驟4、在時(shí)間演化圖模型中應(yīng)用優(yōu)化的迪杰斯特拉最短路徑算法計(jì)算最優(yōu)路由。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述步驟1構(gòu)建方法為：采用STK仿真環(huán)境構(gòu)造 Walker星座及其軌道模型，利用STK 仿真環(huán)境生成軌道數(shù)據(jù)信息，將軌道數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入OPNET應(yīng)用在中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中， 使分時(shí)隙通信的中軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的24顆衛(wèi)星按照其既定軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述Walker星座為Walker-24/3/l結(jié)構(gòu)星座群，每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)內(nèi)配置應(yīng)用層、傳輸 層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層；每個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)配置一對(duì)定向收發(fā)天線，在某一方向上增益為 200分貝，在其他方向上增益均為0 ;每個(gè)衛(wèi)星的收發(fā)天線按照通信時(shí)隙表自動(dòng)轉(zhuǎn)換指向并 與其他衛(wèi)星建鏈通信。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述步驟2的時(shí)間演化圖模型為一張給定圖的β個(gè)子圖的有序序列，每一個(gè)子圖對(duì) 應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)時(shí)隙的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；每個(gè)衛(wèi)星被視為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，衛(wèi)星之間的連接被視為邊，整 個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)被視為一個(gè)圖，在構(gòu)建時(shí)，根據(jù)通信時(shí)隙表將衛(wèi)星之間連接存在的時(shí)間間隔標(biāo) 注在相對(duì)應(yīng)的邊上即可。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述配對(duì)堆由配對(duì)堆節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)包含隊(duì)列元素和前驅(qū)指針、左孩子指針和 右孩子指針；所述配對(duì)堆包括合并、插入、減少關(guān)鍵元素和刪除最小元素操作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述步驟3的具體處理過程為： (1) 初始化源節(jié)點(diǎn)信息并構(gòu)造一個(gè)配對(duì)堆節(jié)點(diǎn)作為根節(jié)點(diǎn)，添加根節(jié)點(diǎn)的指針； (2) 根據(jù)根節(jié)點(diǎn)的信息判斷算法是否結(jié)束，如果沒有結(jié)束，遍歷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)并 累積其開銷；如果結(jié)束，則執(zhí)行步驟（5); (3) 如果相鄰節(jié)點(diǎn)的配對(duì)節(jié)點(diǎn)為空，生成一個(gè)并從相鄰節(jié)點(diǎn)中添加信息，隨后構(gòu)造該節(jié) 點(diǎn)與堆節(jié)點(diǎn)之間的指針關(guān)系； (4) 利用當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的最小權(quán)重與相鄰節(jié)點(diǎn)來更新配對(duì)堆節(jié)點(diǎn)的信息，并調(diào)整堆結(jié)構(gòu)，返 回步驟（2); (5) 根據(jù)最終節(jié)點(diǎn)的堆節(jié)點(diǎn)信息獲得路徑結(jié)果，并且釋放所有指針內(nèi)存空間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述步驟（2)累積開銷按下式計(jì)算： 開銷=Σ α ·時(shí)間+β ·跳數(shù)+ δ ·延遲+ Υ ?其它 其中，α、β、δ、Υ分別為時(shí)間、跳數(shù)、延遲以及其它所需性能參數(shù)的權(quán)重值；所述的 權(quán)重值根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置，或者根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的吞吐量、擁塞、丟包率、延 遲進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多重性能自適應(yīng)配對(duì)堆的時(shí)間演化圖路由算法，其特征 在于：所述步驟4具體處理過程為：在初始化時(shí)，對(duì)源點(diǎn)S有最早到達(dá)時(shí)間d(s) =tnOT，而對(duì) 其它所有節(jié)點(diǎn)有d(u) =〇〇;此時(shí)，源點(diǎn)S是最小堆Q中的唯一根節(jié)點(diǎn)；然后，當(dāng)最小堆Q非 空時(shí)，其根節(jié)點(diǎn)被取出并被分配給堆Q的根X，并將其刪除；接下來，如果X有一個(gè)或者一些 鄰節(jié)點(diǎn)，為其每一個(gè)鄰居v計(jì)算第一個(gè)有效邊的時(shí)間是否大于等于當(dāng)前時(shí)間，如果它不存 在于堆Q中，將v插入堆Q ;隨后，更新d (v)及其關(guān)鍵元素；當(dāng)X的所有鄰節(jié)點(diǎn)均被遍歷后， 更新堆Q，關(guān)閉節(jié)點(diǎn)X ;最后，將X插入最先到達(dá)路徑樹T中，如果堆Q中不存在任何節(jié)點(diǎn)，整 個(gè)算法結(jié)束，從而獲得了從源點(diǎn)S到其它所有節(jié)點(diǎn)的最先到達(dá)路徑樹T。
【文檔編號(hào)】H04W40/02GK104243310SQ201410429748
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】劉崇華, 姜竹青, 何善寶, 李振東, 王宇鵬, 王雪旸, 黃承愷, 楊玉瑩, 劉欣萌, 李超 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部, 北京郵電大學(xué)