[发明专利]一种多链融合中消息转换与路由方法

说明书

本发明基于各数据链中各协议层的性能指标参数建立联合度量模型，并利用该联合度量模型对消息转换和路由进行实时评估，针对各协议层的性能指标参数的变化，能够动态调整消息转换和路由匹配方案，满足无人机各数据链消息转换和路由的QoS要求，从而提高数据链消息转发成功率，避免消息转换及路由队列拥塞发生，提升链路利用率，降低无人机机载数据链网关系统风险，实现各数据链间消息的互联、互通和互操作。

技术领域

本发明涉及无人机机载数据链网关多链融合技术领域，具体而言，涉及一种多链融合中面向QoS保障的跨层参数联合度量消息转换与路由方法。

背景技术

高空长航时大型无人机具有滞空时间长，载重量大，航程远等特点，可加装多种通信、侦察载荷，具备地空/空空组网通信、侦察监视、通信中继以及地空/空空任务协同等多种应用模式，大量应用于战场情报侦察、通信中继、协同攻击、森林消防监测、应急管理预警、气象灾害检测等军事、政府公共服务场景,是军事、民用信息化装备体系的重要组成部分。

当前军事、民用信息化装备体系也由过去的以平台为中心向以网络为中心过渡，通过多数据链融合协同组网，形成“陆、海、空、天”一体化综合态势感知、实时控制调度和任务协同能力。针对各个场景不同的应用需求，无人机加装多种技术体制和不同功能应用数据链，满足相关场景要求，多种类型数据链并存已成为常态化。

高空长航时大型无人机机载数据链网关典型应用场景如图1所示。

无人机搭载机载数据链网关融合各种类型数据链，消除异构数据链间的“信息壁垒”，对多数据链网络进行妥善控制与管理，综合调度和充分使用数据链资源，可实现机载视距数据链、超视距数据链、话音电台、任务协同数据链间消息转换和路由，实现各数据链间消息的互联、互通和互操作。

无人机机载数据链网关典型体系架构如图2所示。

无人机多数据链网络融合各类“烟囱状”数据链，具有传输数据链消息种类繁多、传输紧急程度不同、链路带宽资源差异大、物理层编码方式众多等特点。机载数据链网关通过链间数据转换与路由模块对数据链间消息进行转换和分发，链间数据转换与路由模块对数据链消息的路由转发判决规则都是基于消息优先级以及消息保活周期，机载数据链网关周期主动地对消息队列中的所有消息优先级和保活周期进行检查，采用弃尾算法对各数据链间消息的进行处理，进行消息转换和路由的过程中容易出现消息拥塞、吞吐量下降等问题，尤其在信息量大的链路向速率低、信息量小的链路进行转发时，如果消息转换和路由规则设计不合理，很容易使低速的链路饱和甚至失效，增加系统风险。

发明内容

本发明旨在提供一种多链融合中面向QoS保障的跨层参数联合度量消息转换与路由方法，以解决进行消息转换和路由的过程中容易出现消息拥塞、吞吐量下降等，并增加系统风险的问题。

本发明提供的一种多链融合中面向QoS保障的跨层参数联合度量消息转换与路由方法，包括如下步骤：

步骤S1，无人机机载数据链网关周期性地采集各数据链中各协议层的性能指标参数；

步骤S2，无人机机载数据链网关利用所述各数据链中各协议层的性能指标参数建立联合度量模型；

步骤S3，无人机机载数据链网关计算所述联合度量模型的匹配系数最优解；

步骤S4，各数据链基于所述匹配系数最优解进行消息转换与路由。

进一步的，步骤S1中采集的各数据链中各协议层的性能指标参数包括各数据链的消息层消息优先级、链路层转换队列积存和数据链带宽、以及物理层传输质量。

进一步的，步骤S2包括如下子步骤：

步骤S21，基于各数据链的链路层转换队列积存和数据链带宽、以及物理层传输质量，构建各数据链间消息转换和路由的匹配度函数；