[发明专利]一种针对遥感数据传输业务的空间信息网络资源调度系统

权利要求书

1.一种针对遥感数据传输业务的空间信息网络资源调度系统，其特征在于，包括网络资源调度模块、第一数据传输模块、第二数据传输模块和网络资源竞争模块，其中：

所述网络资源调度模块用于确定网络资源调度策略和机制，具体为：从遥感卫星的运行机制和遥感数据传输业务特征出发，确定网络资源调度的目标、设计网络资源调度的策略和调度的机制；

所述第一数据传输模块用于确定数据传输任务，具体为：根据遥感卫星提出的数据传输请求，为空间信息网络节点规划假定的数据传输任务；其输入为所有遥感卫星的轨道参数、天线带宽、星上图像数据的缓冲队列、星上数据传输任务的缓冲队列，所有能够为遥感卫星提供网络接入服务的空间信息网络节点的轨道信息、天线数量、天线带宽、数据传输任务队列，输出为假定的数据传输任务的集合；

所述第二数据传输模块用于确定数据传输任务优先级，具体为：根据数据传输任务中的具体参数，计算数据传输任务的优先级，将吞吐量影响因子、服务质量影响因子、带宽利用率影响因子作为优先级的三个影响因子；其输入为数据传输任务的起止时间、遥感卫星的数据传输任务队列、空间信息网络节点的数据传输任务队列，其输出为带有优先级的数据传输任务的集合；

所述网络资源竞争模块用于确定数据传输任务的网络资源，具体为：根据数据传输任务的优先级参数，使所有数据传输任务按照一定规则竞争有限的数据传输网络资源；其输入为带有优先级的数据传输任务的集合、空间信息网络天线资源的集合，其输出为有效的数据传输任务的集合，即网络资源调度机制在本轮调度过程中产生的有效的数据传输任务的集合；

所述确定数据传输任务的网络资源的具体实现如下：

(1)为所有的骨干星天线分配一个优先队列，将数据传输任务产生算法中得到的带有优先级的数据传输任务的集合中的数据传输任务按照其对应的天线，分配到各个队列，将队列中的数据传输任务按照任务优先级逆序排序；

(2)创造一个合法的数据传输任务的集合，并将每一个优先级队列中的第一个数据传输任务纳入合法的数据传输任务的集合；

(3)合法的数据传输任务的集合内若有多个为同一遥感卫星规划的数据传输任务，只保留优先级最高的那个，同时从被删除的数据传输任务对应的优先队列中取出一个数据传输任务，加入合法的数据传输任务的集合；

(4)重复(3)，直至所有优先队列都为空，最后合法的数据传输任务的集合内的数据传输任务，即为合法的数据传输任务。

2.根据权利要求1所述针对遥感数据传输业务的空间信息网络资源调度系统，其特征在于，网络资源调度策略和机制的具体实现如下：

(1)网络资源调度目标：优先最大化网络吞吐量，在保证吞吐量的基础之上，最小化数据下传时延，所述数据下传时延为图像从被遥感卫星产生到被下传至地面站终端所花费的时间，同时保证用户公平性，使所有的遥感卫星都能公平地获取遥感数据传输网络资源；

(2)网络资源调度策略：在一次数据传输过程中，传输尽可能多的数据，以最大化网络资源利用效率；数据传输任务所带来的网络资源的浪费越少，该数据传输任务的优先级越高；遥感数据在遥感卫星上滞留的时间越长，该遥感卫星发出的数据传输请求的优先级越高；遥感卫星上滞留的遥感数据越多，该遥感卫星发出的任务请求的优先级越高；

(3)网络资源调度机制的整体运行过程：遥感卫星根据星上缓冲的遥感数据的情况，周期性地发送数据传输请求；网络资源管理中心周期性地规划一组遥感数据传输任务；调度系统首先假设所有的数据请求都是合法的，且所有骨干星的高速天线都能响应这些数据传输请求，第一数据传输模块为每一对骨干星天线-遥感卫星产生一个假定的数据传输任务，由此得到一个假定的一个数据传输任务的集合；调度系统再根据第二数据传输模块计算假定的数据传输任务的集合中的数据传输任务的优先级；最后，所述集合中的数据传输任务根据网络资源竞争模块确定的方式竞争有限的天线资源，最终得到一组合法的数据传输任务，调度系统将这些数据传输任务指派给相应的遥感卫星和骨干卫星。