一种基于资源目录广播的卫星网络松耦合协同方法及系统与流程

本发明涉及一种基于资源目录广播的卫星网络松耦合协同方法及系统，属于卫星网络通信。

背景技术：

1、基于资源目录广播的卫星网络松耦合协同是指利用统一资源描述语言、数字签名及分级广播时序，对各运营商授权开放的物理层资源进行标准化封装与安全广播，使终端在不依赖中心节点的条件下，基于本地缓存的多运营商资源视图自主完成资源筛选、评分与动态切换，实现去中心化、低延迟、主权独立的异构卫星网络资源协同与动态接入的技术体系。

2、传统的异构卫星网络资源协同方式，主要依赖于中心化资源调度与紧耦合架构，例如中心化定价决策、预置令牌授权或固定qos等级广播。这种方式无法量化各运营商物理层资源的实时状态，无法实现终端本地自主决策的低延迟跨运营商资源比选，忽略了极地快速时变信道对资源信息亚秒级时效性的要求，缺乏涵盖带宽、功率、覆盖、链路特性及实时价格等多维要素的统一资源描述模型与分级广播机制，导致无法满足多主权异构网络的协同需求，难以实现即插即用、极致低延迟的去中心化动态接入与无缝业务连续性。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于资源目录广播的卫星网络松耦合协同方法及系统，其主要目的在于提高卫星网络松耦合协同的去中心化程度。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于资源目录广播的卫星网络松耦合协同方法，包括：

3、采集多个运营商资源管理系统的授权资源数据，对所述资源数据进行标准化封装处理，得到异构网络资源目录；

4、对所述异构网络资源目录进行数字签名处理，得到签名网络资源目录，并利用预设的分级广播策略将所述签名网络资源目录下发至通信节点，得到终端本地缓存的多运营商资源视图；

5、获取所述终端的业务请求，提取所述业务请求中的业务需求约束，从所述多运营商资源视图中筛选出满足所述业务需求约束的候选通信链路，依据预设的多因子加权评分规则，对所述候选通信链路进行排序，得到目标运营商网络；

6、向所述目标运营商网络发起标准接入流程，建立所述终端与所述目标运营商网络之间的通信链路，以向所述目标运营商网络传输所述业务请求对应的业务数据；

7、在通信保持期间，监测所述通信链路的链路质量，并持续接收所述多个运营商的广播资源目录，结合所述链路质量、所述广播资源目录及所述业务需求约束，对所述目标运营商网络进行重新选择，得到新的目标接入网络。

8、可选地，所述对所述资源数据进行标准化封装处理，得到异构网络资源目录，包括：

9、从所述授权资源数据中提取出各运营商的物理层通信资源参数，得到资源参数集合；

10、基于预设的元数据字段，对所述资源参数集合进行结构化定义，得到资源目录框架；

11、对所述资源目录框架进行序列化封装处理，得到异构网络资源目录。

12、可选地，所述基于预设的元数据字段，对所述资源参数集合进行结构化定义，得到资源目录框架，包括：

13、提取所述资源参数集合中的核心资源参数，其中所述核心资源参数为：可用带宽向量、功率余量向量、覆盖时段向量、链路特性向量及单位资源价格标量；

14、结合所述核心资源参数，进行结构化定义，得到t时刻的临时资源目录结构；

15、利用所述元数据字段对所述临时资源目录结构进行绑定处理，得到资源目录框架。

16、可选地，所述对所述异构网络资源目录进行数字签名处理，得到签名网络资源目录，包括：

17、从所述异构网络资源目录中提取出待签名数据域，对所述待签名数据域进行哈希运算，得到消息摘要；

18、对所述消息摘要进行数字签名，得到签名字段；

19、将所述签名字段嵌入所述异构网络资源目录，得到签名网络资源目录。

20、可选地，所述利用预设的分级广播策略将所述签名网络资源目录下发至通信节点，得到终端本地缓存的多运营商资源视图，包括：

21、将所述签名网络资源目录中的资源参数划分为静态参数和动态参数；

22、根据所述分级广播策略中的分钟级周期，对所述静态参数进行静态分型封装处理，得到静态参数广播数据包；

23、根据所述分级广播策略中的秒级周期，对所述动态参数进行动态分型封装处理，得到动态参数广播数据包；

24、将所述静态参数广播数据包和所述动态参数广播数据包下发至通信节点，得到终端本地缓存的多运营商资源视图。

25、可选地，所述将所述静态参数广播数据包和所述动态参数广播数据包下发至通信节点，得到终端本地缓存的多运营商资源视图，包括：

26、利用所述通信节点对所述静态参数广播数据包和所述动态参数广播数据包进行中继广播处理，得到有效静态广播包和有效动态广播包；

27、对所述有效静态广播包和所述有效动态广播包进行缓存刷新处理，得到终端本地缓存的多运营商资源视图。

28、可选地，所述从所述多运营商资源视图中筛选出满足所述业务需求约束的候选通信链路，包括：

29、对所述业务需求约束进行向量编码处理，得到需求特征向量；

30、提取所述多运营商资源视图中有效资源目录的资源特征向量；

31、计算出所述需求特征向量与所述资源特征向量之间的契合度；

32、在所述契合度大于预设契合度阈值时，基于对应的有效资源目录确定候选通信链路。

33、可选地，所述计算出所述需求特征向量与所述资源特征向量之间的契合度，包括：

34、对所述需求特征向量与所述资源特征向量分别进行归一化处理，得到归一需求特征向量和归一资源特征向量；

35、计算所述归一需求特征向量和所述归一资源特征向量之间的余弦相似度；

36、基于所述余弦相似度，计算出所述需求特征向量与所述资源特征向量之间的契合度。

37、可选地，所述向所述目标运营商网络发起标准接入流程，以建立所述终端与所述目标运营商网络之间的通信链路，包括：

38、向所述目标运营商网络发起标准接入流程，基于所述目标运营商网络的运营商标识和波束标识，以构建发往所述目标运营商网络的标准接入请求信令；

39、向所述目标运营商网络发送所述标准接入请求信令，以触发所述目标运营商网络对所述终端进行认证鉴权及无线资源分配，得到接入许可响应；

40、基于所述接入许可响应，建立所述终端与所述目标运营商网络之间的通信链路。

41、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于资源目录广播的卫星网络松耦合协同系统，所述系统包括：

42、封装处理模块，用于采集多个运营商资源管理系统的授权资源数据，对所述资源数据进行标准化封装处理，得到异构网络资源目录；

43、资源目录处理模块，用于对所述异构网络资源目录进行数字签名处理，得到签名网络资源目录，并利用预设的分级广播策略将所述签名网络资源目录下发至通信节点，得到终端本地缓存的多运营商资源视图；

44、链路排序模块，用于获取所述终端的业务请求，提取所述业务请求中的业务需求约束，从所述多运营商资源视图中筛选出满足所述业务需求约束的候选通信链路，依据预设的多因子加权评分规则，对所述候选通信链路进行排序，得到目标运营商网络；

45、数据传输模块，用于向所述目标运营商网络发起标准接入流程，建立所述终端与所述目标运营商网络之间的通信链路，以向所述目标运营商网络传输所述业务请求对应的业务数据；

46、网络选择模块，用于在通信保持期间，监测所述通信链路的链路质量，并持续接收所述多个运营商的广播资源目录，结合所述链路质量、所述广播资源目录及所述业务需求约束，对所述目标运营商网络进行重新选择，得到新的目标接入网络。

47、相比于背景技术所述问题，本发明通过对所述资源数据进行标准化封装处理，可以得到涵盖物理层通信资源与实时资费的统一结构化资源目录，从而在不暴露运营商核心网参数的前提下，实现跨运营商的资源发现与去中心化协同；其次，本发明通过对所述异构网络资源目录进行数字签名处理，可以得到防伪造、防篡改的签名网络资源目录，进而便于后续利用分级广播策略安全下发；本发明通过获取所述终端的业务请求，提取所述业务请求中的业务需求约束，从所述多运营商资源视图中筛选出满足所述业务需求约束的候选通信链路，可以得到符合业务服务质量要求的可用链路集合，进而为后续依据预设的多因子加权评分规则对候选通信链路进行排序提供数据支撑；本发明通过向所述目标运营商网络发起标准接入流程，以建立所述终端与所述目标运营商网络之间的通信链路，可以在不依赖中心控制节点中转的条件下，实现终端与目标运营商网络之间的直接双向数据传输；最后，本发明通过监测所述通信链路的链路质量，并持续接收所述多个运营商的广播资源目录，结合所述链路质量、所述广播资源目录及所述业务需求约束，对所述目标运营商网络进行重新选择，可以得到更优的替代接入网络，进而为后续通信链路的动态切换提供决策依据。因此，本发明可以提高卫星网络松耦合协同的去中心化程度。