一種適用于SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)模型描述方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種適用于SpaceWire和SpaceFiber (簡(jiǎn)寫(xiě)為SpW/Sp巧網(wǎng)絡(luò)模型的 描述方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 航天技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)航天器的自主配置、自主管理、自主維護(hù)等提出了越來(lái)越 高的需求，航天器統(tǒng)一信息智能網(wǎng)絡(luò)為該問(wèn)題提供了良好的解決思路。為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一信息智 能網(wǎng)絡(luò)，需要采用統(tǒng)一的航天器總線統(tǒng)一接口，需要在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)管理器進(jìn)行統(tǒng)一管 理，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)組成信息進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。因此有必要根據(jù)本發(fā)明提出的SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)模型 的描述方法對(duì)航天器統(tǒng)一信息智能網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。
[0003] 目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類(lèi)似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類(lèi)似的資 料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于SpW/SpF網(wǎng)絡(luò) 模型的描述方法，該方法根據(jù)SpW/SpF總線的組網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，提出了一種有效的網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)浣Ｋ惴?，通過(guò)切實(shí)可行的有向圖描述方法和鄰接矩陣記錄方法，為航天器統(tǒng)一信 息SpW/SpF智能網(wǎng)絡(luò)的模型建立、仿真分析、自主配置與維護(hù)等提供了解決思路。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種適用于SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)模型的描述方法，包括如下：
[0007] (1) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)中包含有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器； 陽(yáng)00引 似SpW/SpF節(jié)點(diǎn)均通過(guò)SpW/SpF路由器相連；
[0009] (3) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)管理器采用路徑尋址的方式通過(guò)數(shù)據(jù)包服務(wù)（Packet Service) 依次向網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備發(fā)送設(shè)備信息查詢包；
[0010] (4) SpW/SpF節(jié)點(diǎn)和SpW/SpF路由器接收到設(shè)備信息查詢包后，將自己的設(shè)備信息 W及收到該查詢包的端口號(hào)反饋給網(wǎng)絡(luò)管理器；
[0011] (5) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)管理器收到各個(gè)設(shè)備反饋的信息后，依據(jù)收到各設(shè)備應(yīng)答的先后 順序依次對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，并通過(guò)數(shù)學(xué)建模將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型化為有向圖； 陽(yáng)01引將SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備模型化為有向圖中的節(jié)點(diǎn)、設(shè)備間的鏈路連接模型化為 一對(duì)有方向有權(quán)值的邊，從第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的k號(hào)端口到第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的權(quán)值Wi,,為k ;
[001引 （6) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)管理器將有向圖數(shù)學(xué)化，采用鄰接矩陣的方式記錄存儲(chǔ)下來(lái)。
[0014] 鄰接矩陣A是一個(gè)nXn的方陣（n為有向圖中設(shè)備的個(gè)數(shù)），其第i行、第i列對(duì) 應(yīng)于第i個(gè)節(jié)點(diǎn)，矩陣中的元素A[i，j]為Wi, j。
[0015] 鄰接矩陣A具有五個(gè)性質(zhì)：
[0016] 任一節(jié)點(diǎn)沒(méi)有連接到自身的回路，即A[i，i] = 0 ;
[0017] 根據(jù)A[i，j]的物理意義可知，A[i，j]聲A[j，i]，所W鄰接矩陣為非對(duì)稱，即 A 聲 AT;
[0018] 矩陣A的第i行中非零元素的個(gè)數(shù)即為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的出度（W設(shè)備i為終點(diǎn)的連 接數(shù)目），矩陣A的第i列中非零元素的個(gè)數(shù)即為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的入度（W設(shè)備i為起點(diǎn)的連 接數(shù)目）；
[0019] -個(gè)設(shè)備端口上不會(huì)同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備，所W若m聲n，則A[i，m]聲A[i，n];
[0020] 根據(jù)有向圖中邊的物理意義可知，有向圖中的邊總是成對(duì)出現(xiàn)的，即若A[i， j]聲0,則A[ j,;[]聲0;右A虹，n] = 0,則A[n, m] = 0。
[002U 本發(fā)明根據(jù)SpW/SpF總線的組網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，提出了切實(shí)有效的適用于SpW/ SpF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)學(xué)描述方法，為航天器統(tǒng)一信息SpW/SpF智能網(wǎng)絡(luò)的模型建立、仿真分析、 自主配置與維護(hù)等奠定了基礎(chǔ)，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 通過(guò)閱讀參照W下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯： 陽(yáng)02引圖1為本發(fā)明中一實(shí)施例的SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)編號(hào)結(jié)果示意圖； 陽(yáng)0巧]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有向圖模型。
【具體實(shí)施方式】
[00%] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。W下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變化和改進(jìn)。運(yùn)些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0027] 本發(fā)明提供的適用于SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)模型描述方法，包括如下：
[0028] (1) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)中包含有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器；
[0029] 似SpW/SpF節(jié)點(diǎn)均通過(guò)SpW/SpF路由器相連；
[0030] (3) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)管理器采用路徑尋址的方式通過(guò)數(shù)據(jù)包服務(wù)（Packet Service) 依次向網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備發(fā)送設(shè)備信息查詢包；
[0031] (4) SpW/SpF節(jié)點(diǎn)和SpW/SpF路由器接收到設(shè)備信息查詢包后，將自己的設(shè)備信息 W及收到該查詢包的端口號(hào)反饋給網(wǎng)絡(luò)管理器；
[0032] (5) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)管理器收到各個(gè)設(shè)備反饋的信息后，依據(jù)收到各設(shè)備應(yīng)答的先后 順序依次對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，并通過(guò)數(shù)學(xué)建模將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型化為有向圖；
[003引 （6) SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)管理器將有向圖數(shù)學(xué)化，采用鄰接矩陣的方式記錄存儲(chǔ)下來(lái)。
[0034] 圖1為按照該約束條件建立的SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖1中包含有四個(gè)節(jié)點(diǎn)Nl、N2、N3、M，兩個(gè)路由器RU R2,所有設(shè)備通過(guò)鏈路互 連，各設(shè)備內(nèi)的小方框內(nèi)顯示的是設(shè)備的端口號(hào)。不妨假設(shè)節(jié)點(diǎn)Nl是該網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)管理 器，為網(wǎng)絡(luò)中的零號(hào)設(shè)備，由其通過(guò)依次發(fā)送設(shè)備查詢包獲得網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?，且根?jù)收到 應(yīng)答包的先后順序?qū)W(wǎng)絡(luò)中遍歷到的設(shè)備依次進(jìn)行編號(hào)。若網(wǎng)絡(luò)管理器采用寬度優(yōu)先的網(wǎng) 絡(luò)遍歷算法，且優(yōu)先遍歷路由器的小號(hào)端口，則遍歷到的設(shè)備依次為：R1、N2、R2、N3、N2、M， 依次對(duì)各設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)后的網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。
[0036] 為了對(duì)SpW/SpF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行描述，本發(fā)明采用一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)"有向圖"來(lái) 描述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間復(fù)雜的互連關(guān)系。有向圖（G)是一種非線性結(jié)構(gòu)，它由頂點(diǎn)集V(G)和邊集 E似組成，記為G= (V，巧。其中V似是圖的頂點(diǎn)組成的非空有限集合，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集 合，而E似是V似中任