[发明专利]一种基于合同网算法的多任务动态分配方法

权利要求书

1.一种用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)分布式卫星网络系统内的各卫星加载需分配的任务以及各卫星的任务完成时间及连通率，确定卫星网络系统中的单个或多个卫星作为任务管理者；

(2)任务管理者将自己不能完成的或者自己完成代价较大的任务向其它拥有执行任务能力的备选执行卫星发布任务请求；

(3)接收任务请求的卫星计算自身执行效果概率，并上传到任务管理者；

(4)任务管理者根据效果概率选择任务执行者，并将该任务执行者不再作为备选执行卫星；

(5)任务管理者向任务执行者下发任务，如果任务执行者接受该任务，则进入步骤(6)，否则返回步骤(4)；

(6)任务管理者向任务执行者分发任务，然后等待执行结果；

(7)执行卫星执行完任务后，将执行结果上报任务管理者，并更新任务完成时间，以及自身和其他卫星的连通率。

2.根据权利要求1所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：每个卫星都有一个数据库，包括分布式卫星网络的卫星i执行任务j的效果概率为P_ij(t)，并实时更新。

3.根据权利要求2所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：数据库中将有能力执行任务的卫星将其初始效果概率设为1，没有能力执行任务的卫星将其初始效果概率设为0。

4.根据权利要求2所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：效果概率为P_ij(t)的计算方式如下：

γ_ij(t)为t时刻卫星i执行任务j的连通率；cap为能够执行任务j的卫星的集合，x为cap中的任一卫星；R_ij(t)为t时刻卫星i执行任务j的执行时间的倒数；N为自然数α、β为蚁群计算常数。

5.根据权利要求4所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：R_ij(t)的计算方法如下：

其中，T_c为任务的完成时间；T_d为卫星i到卫星j的通信延迟时间。

6.根据权利要求4所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：步骤(7)中更新自身和其他卫星的连通率的方法为：

γ_ij(t+Δt)＝(1-ρ)γ_ij(t)+γ_ij(Δt)

γ_ij(Δt)＝Q/(T_c+T_d)

其中γ_ij(t+Δt)为更新后的连通率，Δt为计算步长，γ_ij(Δt)表示执行完任务后卫星连通率增量，ρ为连通率挥发系数，Q为蚁群算法中的连通率常量。

7.根据权利要求4所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：步骤(4)中任务管理者根据效果概率选择任务执行者的具体方法为：对任务请求的卫星上传的执行效果概率进行排序，选择执行效果概率最高的卫星，如果存在多个执行效果概率最高的卫星，则采用轮盘赌法选择任务执行者。

8.根据权利要求4所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：卫星网络系统中的每个卫星具备作为管理者的能力，根据任务自身属性选择管理者。

9.根据权利要求6所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：卫星网络系统中的每个卫星定期测试自身与其他卫星通讯的卫星延迟时间T_c，并更新T_c及P_ij(t)。

10.根据权利要求6所述的用于卫星网络系统的任务分配方法，其特征在于：所述卫星网络系统中包括通信、导航及遥测卫星。