[发明专利]一种支持复杂多元网络构造的网络元模型实现方法

摘要

本发明公开了一种支持复杂多元网络构造的网络元模型实现方法，首先描述网络的组网方式和方向性，然后定义节点能力属性，最后建立链路关系和链路的时变函数。本发明对网络节点的核心特征进行抽象，在此基础上充分考虑了网络的层次性、节点运动属性、应用特性、链路方向性和链路时变性。采用G(V,E,H)对网络进行建模，在链路E的描述中，引入与两端节点v_i和v_j运动特性相关的时变关系函数，可附加方向和权重信息W等，便于对组网策略进行表达；本发明以适合路由计算的节点为同一参考平面，将网络分割为多个层次，利用网络层次属性H描述网络的层次结构，特别适用于在动态组网、混合组网形式下的卫星网络、无线网络、有线网络的形式化描述。

主权项

1.一种支持复杂多元网络构造的网络元模型实现方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：描述网络的组网方式和方向性：定义时刻t内网络模型为图G(V,E,H)，G是一个图，包含网络节点集合V、网络链路集合E和网络层次属性H；以适合路由计算的节点为同一参考平面，将网络分割为多个层次，利用网络层次属性H描述网络的层次结构，当H＝1，网络为单层网络，当H为大于1的整数时，表示该网络为H层网络；e_ij表示节点i与节点j之间的链路关系，e_ij为链路连通状态与链路权重值的乘积；当链路e_ij＝e_ji时，网络为无向网络，G(V,E,H)为无向图，若e_ij≠e_ji，网络为有向网络，G(V,E,H)为有向图；步骤二：定义网络节点属性：根据节点本质特性，将节点属性划分为：标识(I：Identification)，类型(T：Type)，位置(L：Location)，能力(C：Capability)，所属机构(O：Organization)五个一级属性；详细描述如下：(1)标识I：作为网络中节点的唯一标识，用于存储节点网络编号；(2)类型T：将网络中的节点分为子网和实体设备两种；若T＝0，则该节点为子网节点，若T＝1，该节点为实体设备节点；(3)位置L：对于实体设备节点，其位置信息为所在经纬度，记为:L(t)＝(lon(t)，lat(t))；对于子网节点，其位置信息用于记录其覆盖范围，可记为：L(t)＝(lon_left(t)，lon_right(t)，lat_up(t)，lat_down(t))(4)能力C：实体设备节点包括：运动能力MC、处理能力PC和通信能力CC三种二级属性，子网节点包括：运动能力MC、通信能力CC两种二级属性；对于子网节点，其运动能力用于记录网络是有线网络、无线网络还是混合网络，对于实体设备节点，其运动能力可表示该节点为移动节点还是固定节点，若为移动节点，则为节点运动状态的时变函数；即：其中f(t)为t时刻节点的运动状态；实体设备节点的通信能力包括：工作频率F、调制方式M、信号复用方式SM、设备剩余能量E、可用带宽EB和队列等待长度QL；子网节点的通信能力为：最小容量Cmin，最大容量Cmax；实体设备节点的处理能力为：单位时间内处理任务数Ntask/t；(5)所属机构O：对节点结构进行编号，用于标识节点所属机构，当O＝a时，节点属于编号为a的机构，当O＝a&b时，节点同时属于a机构和b机构；根据实际业务需求，确定参加通信的节点是属于同一机构还是不同结构；不同机构的节点之间进行通信需要机构间授权后完成；如卫星网络中，如需要不同机构的卫星作为中继辅助完成通信时，则需要机构授权；步骤三：建立网络链路关系：根据对用于网络业务的质量体验要求，设定基于业务的网络链路的权值，权值可根据步骤二中的网络节点属性综合考虑；根据业务需求，可预设门限值，通过对比权值与预设门限值，判定节点之间是否建立链路；定义链路连接时变函数，结合权值设定网络链路关系；定义E(t)表示时隙t内网络链路关系集合，用a_ij(t)表示连接节点i与节点j之间的链路连接状态，其中：1表示节点i与节点j之间建立链路，0表示节点i与节点j之间不存在链路；在第一层网络中定义权重值W_ij(t)：W_ij(t)＝f(v_i(t),v_j(t))其中：f(v_i(t),v_j(t))表示节点i与节点j之间的端到端时延，s为预设的门限值50ms，当f(v_i(t),v_j(t))大于s的时候，i与j之间建立链路，反之则不存在链路，即：定义i与j之间的链路关系为：e_ij(t)＝a_ij(t)*W_ij(t)定义第二层网络G_a1(V,E,2):G_a1(V(t),E(t),2)式中：V(t)表示时刻t内有限的网络节点集，E(t)表示时刻t内有限的网络边集，二者均是以时间t为变量的函数；该网络为无向网络，则e_ij(t)＝e_ji(t)；网络层次属性H＝2；定义第三层网络G_b5(V,E,1):G_b5(V,E,1)式中：V(t)表示时刻t内有限的网络节点集，E(t)表示时刻t内有限的网络边集，二者均是以时间t为变量的函数；该网络为无向网络，则e_ij(t)＝e_ji(t)；网络层次属性H＝1。