[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

说明书

本发明提供了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，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。本发明的有益效果为：提供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，能够根据遥感数据传输业务的特点，实时高效分配网络资源，同时兼顾任务完成率、用户公平性和网络资源利用率。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别是涉及针对遥感数据传输业务的空间信息网络资源分配机制。

背景技术

空间信息网络是指将由遥感、导航、气象、通信侦查等不同领域、不同轨道的卫星构成的卫星网络与地面目标相结合，构成天地一体化网络，实时获取、传输和处理热点信息。空间信息网络中的遥感数据传输网络资源是非常有限的，为达到“实时传输和处理热点信息”的目标，我们需要一套网络资源分配机制，高效合理地分配网络资源，以期尽可能快地将数据交付到用户手中，同时完成尽可能多的数据传输任务，服务尽可能多的用户。

目前，已经针对遥感数据传输问题提出了一些解决方案。一类解决方案是采用一般启发式算法。一般启发式算法的核心思想是以优化模型的有效信息作为依据来进行可行解的搜索，利用启发函数来表达与优化问题相关的特定知识，从而不断逼近最优解。一般启发式算法根据启发式信息来进行解空间的搜索，在小规模的优化问题中效率很高，但是随着优化问题参数不断增多，参数维度不断增大，一般启发式算法容易陷入局部解。另一类解决方案是使用智能优化算法，智能优化算法是通过模拟自然界某些过程而形成的一种优化求解算法，例如遗传算法、模拟退火算法、人工蜂群算法等。有学者将网络资源调度问题转化为一般式的最后排序问题，然后用常见的优化算法解决了这个问题。但是这种解决方案的计算量大，且无法应对大量突发的数据传输请求，无法实时地分配网络资源。

在空间信息网络环境下，与传统网络系统相比，空间信息网络所提供的服务具有典型的相关性、周期性、突发性和稀疏性等特点，遥感数据传输业务源也表现为高动态性和时空关系复杂性。现有的针对遥感数据传输业务的网络资源分配机制，均无法适应真是的遥感业务场景，无法做到实时分配网络资源，同时兼顾任务完成率、用户公平性和网络资源利用率。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供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。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了本发明技术解决问题：克服上述现有技术的不足，提供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，能够根据遥感数据传输业务的特点，实时高效分配网络资源，同时兼顾任务完成率、用户公平性和网络资源利用率。

本发明技术解决方案：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，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；