[发明专利]一种低轨卫星网络中基于蚁群优化的负载均衡路由方法

权利要求书

1.一种低轨卫星网络中基于蚁群优化的负载均衡路由方法，其特征在于，所述路由方法包括以下步骤：

任意蚂蚁基于卫星之间的链路距离、时延抖动与拥塞程度计算出与当前卫星相邻的链路的选路概率，并依据概率最大原则选择出下一跳卫星；

判断选择出的所述下一跳卫星是否为目的卫星；

若不是目的卫星，则将数据包转发给所述下一跳卫星，根据局部更新公式更新当前卫星走过路径上的信息素，继续依据概率最大原则选择出下一跳卫星；

所述根据局部更新公式更新当前卫星走过路径上的信息素表示为：

其中，τ_ij^k(t+1)表示第k只蚂蚁在t+1时刻在路径(v_i,v_j)上的信息素量；ρ₀为信息素挥发因子，ρ₀∈[0,1)；τ_ij(t)表示t时刻在路径(v_i,v_j)上的信息素量；τ₀表示各链路的初始信息素；代表在(t,t+1)时间时第k只蚂蚁在路径(v_i,v_j)上释放的信息素，d_k表示路径(v_i,v_j)的长度；

若是目的卫星，则将数据包转发给所述目的卫星，根据局部更新和全局更新公式更新路由拓扑上所有链路上的信息素，存储当前卫星到目的卫星的一条路由路径；

所述根据局部更新和全局更新公式更新路由拓扑上所有链路上的信息素包括：

对于其他蚂蚁未经过的路径上的信息素，按照局部更新：

τ_ij＝(1-ρ₁)τ_ij

对于当有蚂蚁到达目的卫星，即跳出循环时，此蚂蚁经过的所有路径上的信息素τ_sd将进行全局更新：

其中，τ_ij表示在路径(v_i,v_j)上的信息素量；τ_sd(t+n)在t+n时刻蚂蚁经过的所有路径上的信息素；n表示蚁群中所有蚂蚁完成一次转移的时间，即蚂蚁完成一个循环；ρ₁表示当前拓扑所有可通信的星间链路信息素随时间变化的挥发系数，则1-ρ₁表示信息素残留因子，ρ₁的取值范围为[0,1)；Q表示信息素强度；为当前路径的距离之和；

当所有蚂蚁都完成卫星的链路选路后，比较每次找到的路径，选择出时延最低的路径作为当前卫星的路由路径。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星网络中基于蚁群优化的负载均衡路由方法，其特征在于，所述路由方法中的卫星基于虚拟拓扑的控制策略运行，具体包括在卫星运转的周期T内，将时间离散化为z个时间间隔；每个时间间隔内的网络拓扑用一个拓扑快照来表示，相邻的两个拓扑快照的时间间隔为即在t＝mΔt(m＝0,1,2,…z)时刻刷新拓扑。