基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法及相关设备

摘要

本发明公开了基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法及相关设备，本发明新的卫星网络构型设计将卫星网络热点通信区域对应的通信时延和跳数指标作为拓扑规划的判断依据，在保持每个卫星节点与同轨道的前后卫星节点相连的基础上，重新设计邻轨和跨轨道的链路连接关系，使网络拓扑构型满足真实通信业务需求，实现通信时延和跳数性能综合指标相对传统的十字架网络拓扑构型提升的同时，达成全网通信业务性能最优的目的。通过更有效的天基卫星网络拓扑设计，解决传统十字架卫星网络因无法适配不同区域的通信需求而导致的多区域通信场景下时延、跳数等重要网络性能的劣势。

权利要求

1.一种基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其特征在于，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法包括：以每条轨道上卫星的地面覆盖范围为基本区域粒度，基于地面覆盖范围内的业务分布计算出通信业务的距离分布；

基于每条轨道的通信业务距离分布和其他轨道卫星的覆盖范围，进行通信距离到通信轨道类型映射，并只保留异轨通信类型；

基于每条轨道的卫星在异轨所有轨道上的通信业务量，计算每条轨道卫星的每个通信轨道类型的比例；

基于光端机的通信最远轨道，统计全网所有轨道的实际通信轨道类型的平均比例；

选择第一条轨道作为基准，针对所选择轨道上的所有节点，基于网络均匀化要求将各链路按照链路类型比例进行均匀化分布，并基于最短路径算法进行拓扑优化；

遍历所有轨道，判断所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值是否超过设定值；

若差值未超过设定值，针对一个完整的卫星周期进行仿真，并基于最短路径算法统计运行周期内全网平均时延和跳数；

判断全网平均时延和跳数的综合指标值是否小于十字架拓扑结构的综合指标值；

若全网平均时延和跳数的综合指标值不小于十字架拓扑结构的综合指标值，根据预设原则将其他异轨链路类型修改为异轨第1条轨道的链路类型；其中，链路类型为相邻第一个轨道、相邻第二个轨道、......相邻第N个轨道。

2.根据权利要求1所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其特征在于，所述基于每条轨道的卫星在异轨所有轨道上的通信业务量，计算每条轨道卫星的每个通信轨道类型的比例，还包括：将超过光端机通信范围的所有轨道类型比例全部映射到光端机通信范围内最远的轨道类型上。

3.根据权利要求1所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其特征在于，所述判断所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值是否超过设定值，之后还包括：若所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值超过设定值，则将异轨第1条轨道的链路类型与其他异轨的链路类型比例进行转换，完成所有异轨第1条轨道‑异轨第1条轨道平均值大于设定值的轨道的链路拓扑优化。

4.根据权利要求1所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其特征在于，所述根据预设原则将其他异轨链路类型修改为异轨第1条轨道的链路类型，具体包括：选择链路数为3的节点增加一条邻轨链路，并将其他轨道对应节点的链路类型全部修改为邻轨链路；

当链路数为3的节点为0后，根据均匀化的原则挑选比例最多的一条异轨链路修改为邻轨链路，并将其他轨道的对应节点进行同样的修改。

5.根据权利要求1所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其特征在于，所述基于最短路径算法进行拓扑优化，具体包括：基于最短路径算法，在不改变各种链路类型比例的情况下对网络进行布放微调，使全网基于业务分布和业务量的平均通信时延和跳数综合指标更优。

6.根据权利要求1所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其特征在于，在设置所述设定值时满足每条轨道的卫星数*比例差不小于1。

7.一种终端，其特征在于，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序被所述处理器执行时实现如权利要求1‑6任一项所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6任一项所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的步骤。

说明书

基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法及相关设备

[0001] 本申请为申请日为2022年05月18日、申请号为2022105369197、专利名称为：“基于激光通信的低轨卫星网络拓扑规划方法及相关设备”的申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及卫星网络通信处理技术领域，尤其涉及一种基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法、终端及计算机可读存储介质。

背景技术

[0003] 现在业内研究机构和卫星网络运营公司主要基于十字架构型开展天基卫星组网研究和建设，十字架链路拓扑构型虽然被广泛采用，但该网络构型在整体网络性能上比较折中。在十字架网络构型中，每个卫星节点只跟同轨道的前后两颗卫星，以及邻轨左右两颗卫星建链，在跨区域的长距离通信时跳数较多，导致其在卫星通信的时延、节点拥塞概率、端到端通信的鲁棒性上存在明显的劣势。

[0004] 传统的天基卫星网络十字架拓扑构型，该构型下由于每个节点只跟相邻的卫星节点连接，所以更有利于近距离通信；对于跨区域远距离通信场景，由于跳数的增加，时延性能相对地面光纤通信的优势大大降低。实际上卫星网络的拓扑结构设计需要考虑地面实际通信热点的分布，好的拓扑结构可以使地面大部分通信热点的通信时延等性能更优，而十字架网络拓扑构型无法达成该目标。

[0005] 因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法、终端及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中传统十字架卫星网络在远距离通信场景下时延、跳数等重要网络性能上存在的不足的问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法包括如下步骤：

[0008] 以每条轨道上卫星的地面覆盖范围为基本区域粒度，基于地面覆盖范围内的业务分布计算出通信业务的距离分布；

[0009] 基于每条轨道的通信业务距离分布和其他轨道卫星的覆盖范围，进行通信距离到通信轨道类型映射，并只保留异轨通信类型；

[0010] 基于每条轨道的卫星在异轨所有轨道上的通信业务量，计算每条轨道卫星的每个通信轨道类型的比例；

[0011] 基于光端机的通信最远轨道，统计全网所有轨道的实际通信轨道类型的平均比例；

[0012] 选择第一条轨道作为基准，针对所选择轨道上的所有节点，基于网络均匀化要求将各链路按照链路类型比例进行均匀化分布，并基于最短路径算法进行拓扑优化；

[0013] 遍历所有轨道，判断所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值是否超过设定值；

[0014] 若差值未超过设定值，针对一个完整的卫星周期进行仿真，并基于最短路径算法统计运行周期内全网平均时延和跳数；

[0015] 判断全网平均时延和跳数的综合指标值是否小于十字架拓扑结构的综合指标值；

[0016] 若全网平均时延和跳数的综合指标值不小于十字架拓扑结构的综合指标值，根据预设原则将其他异轨链路类型修改为异轨第1条轨道的链路类型；其中，链路类型为相邻第一个轨道、相邻第二个轨道、......相邻第N个轨道。

[0017] 所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其中，所述基于每条轨道的卫星在异轨所有轨道上的通信业务量，计算每条轨道卫星的每个通信轨道类型的比例，还包括：

[0018] 将超过光端机通信范围的所有轨道类型比例全部映射到光端机通信范围内最远的轨道类型上。

[0019] 所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其中，所述判断所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值是否超过设定值，之后还包括：

[0020] 若所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值超过设定值，则将异轨第1条轨道的链路类型与其他异轨的链路类型比例进行转换，完成所有异轨第1条轨道‑异轨第1条轨道平均值大于设定值的轨道的链路拓扑优化。

[0021] 所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其中，所述根据预设原则将其他异轨链路类型修改为异轨第1条轨道的链路类型，具体包括：

[0022] 选择链路数为3的节点增加一条邻轨链路，并将其他轨道对应节点的链路类型全部修改为邻轨链路；

[0023] 当链路数为3的节点为0后，根据均匀化的原则挑选比例最多的一条异轨链路修改为邻轨链路，并将其他轨道的对应节点进行同样的修改。

[0024] 所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其中，所述基于最短路径算法进行拓扑优化，具体包括：

[0025] 基于最短路径算法，在不改变各种链路类型比例的情况下对网络进行布放微调，使全网基于业务分布和业务量的平均通信时延和跳数综合指标更优。

[0026] 所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，其中，在设置所述设定值时满足每条轨道的卫星数*比例差不小于1。

[0027] 此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的步骤。

[0028] 此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序被处理器执行时实现如上所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的步骤。

[0029] 本发明针对天基单星座卫星网络，使用一种更加有效的网络拓扑规划机制，使天基网络的通信时延、跳数等性能指标相对传统的十字架网络更优，新的卫星网络构型设计方案将卫星网络热点通信区域对应的通信时延和跳数指标作为拓扑规划的判断依据，在保持每个卫星节点与同轨道的前后卫星节点相连的基础上，重新设计邻轨和跨轨道的链路连接关系，使网络拓扑构型满足真实通信业务需求，实现通信时延和跳数性能综合指标相对传统的十字架网络拓扑构型提升的同时，达成全网通信业务性能最优的目的。

附图说明

[0030] 图1是本发明基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的较佳实施例的流程图；

[0031] 图2为本发明终端的较佳实施例的运行环境示意图。

具体实施方式

[0032] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0033] 由于卫星间通信需要基于一定的通信技术和设备，不同的通信技术和设备在通信的广度和深度上存在较大的差异，所以有必要对相关信息进行提前设定。方案中的卫星间通信链路的前提条件或者约束如下：

[0034] (1)卫星间基于点对点激光通信光端机，每个光端机的最大通信距离为d；

[0035] (2)当前光端机通信范围：方位角±α°，俯仰角±β°；

[0036] (3)每个卫星节点的光端机数量≤4，与十字架拓扑结构保持一致。

[0037] 当卫星网络的业务模型和业务分布比较明确时，天基网络拓扑需要围绕地面业务需求开展设计。在满足“卫星间通信链路的前提条件或者约束”的基础上，保证基于业务的平均通信时延和跳数指标性能较优。网络拓扑设计过程中，保持同轨卫星的前后2条链路不变，只对2条异轨链路进行优化。

[0038] 本发明较佳实施例所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法，如图1所示，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法包括以下步骤：

[0039] 步骤S1、以每条轨道上卫星的地面覆盖范围为基本区域粒度，基于地面覆盖范围内的业务分布(业务分布是由业务用户的地理位置决定，是网络设计时的输入条件)计算出通信业务的距离分布。

[0040] 步骤S2、基于每条轨道的通信业务距离分布和其他轨道卫星的覆盖范围，进行通信距离到通信轨道类型映射，并只保留异轨通信类型。

[0041] 具体地，基于每条轨道的通信业务距离分布和其他轨道卫星的覆盖范围，进行通信距离到通信轨道类型映射，并只保留异轨通信类型，例如某条轨道卫星下的一部分通信业务的目的地分布在邻轨卫星的覆盖范围内，那么将该部分通信业务对应的距离映射到“异轨第1条轨道”类型，同样，部分距离较远的通信距离映射到“异轨第X条轨道”类型。

[0042] 步骤S3、基于每条轨道的卫星在异轨所有轨道上的通信业务量，计算每条轨道卫星的每个通信轨道类型的比例。

[0043] 具体地，基于每条轨道的卫星在异轨所有轨道上的通信业务量，进行“轨道类型”的比例计算，并将超过光端机通信范围的所有轨道类型比例全部映射到光端机通信范围内最远的那个轨道类型上。

[0044] 例如某条轨道L上卫星的通信业务分布为：

[0045] 异轨第1条轨道：XL1％；

[0046] 异轨第2条轨道：XL2％；

[0047] ...

[0048] 异轨第N条轨道：XLN％。

[0049] 假设光端机通信的最远异轨轨道为第D条轨道，那么每个轨道类型对应的比例如下：

[0050] 异轨第1条轨道：XL1％；

[0051] 异轨第2条轨道：XL2％；

[0052] ...

[0053] 异轨第D条轨道：X’LD％＝(XLD％+XLD+1％+...+XLN％)

[0054] 注意：当天基卫星网络规模比较小，光端机的通信范围内只有1条轨道时，那么D和1重合，将所有的轨道类型都映射到1条轨道上，这种情况下建议使用十字架网络构型。

[0055] 步骤S4、基于光端机的通信最远轨道，统计全网所有轨道的实际通信轨道类型的平均比例。

[0056] 具体地，统计全网所有轨道的通信轨道类型，通信轨道类型从异轨第1条轨道到光端机通信范围内的最远通信轨道，假设全网所有轨道数为N，光端机通信范围内的最远通信轨道为第D条轨道。

[0057] 异轨第1条轨道：X1.avg＝(X11％+X21％+...+XN1％)/N；

[0058] 异轨第2条轨道：X2.avg＝(X12％+X22％+...+XN2％)/N；

[0059] ...

[0060] 异轨第D条轨道：XD.avg＝(X’1D％+X’2D％+...+X’ND％)/N。

[0061] 步骤S5、选择第一条轨道作为基准，针对所选择轨道上的所有节点，基于网络均匀化要求将各链路按照链路类型比例进行均匀化分布，并基于最短路径算法进行拓扑优化。

[0062] 具体地，选择第一条轨道(也可以选择其他轨道)作为基准，假设该条轨道所有节点在所选择的方向上的链路总数为T，将T*每种轨道类型比例，计算出每种链路类型对应的数量，然后按照第一种情况中步骤S6的方法进行均匀化排布，布放完成后，基于Dijkstra算法，在不改变各种链路类型比例的情况下对网络进行布放微调，使全网基于业务分布和业务量的平均通信时延和跳数综合指标较优。

[0063] 步骤S6、遍历所有轨道，判断所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值是否超过设定值。

[0064] 其中，用户在设置“设定值”时，需要保证“每条轨道的卫星数*比例差”不小于1，最好不小于2。

[0065] 如果所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值超过(大于)设定值，则执行步骤S6(a)；如果所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值不超过(小于)设定值，则执行步骤S7。

[0066] 步骤S6(a)、若所有轨道卫星通信的异轨第1条轨道链路类型比例与全网平均异轨第1条轨道链路类型比例的差值超过设定值，则将异轨第1条轨道的链路类型与其他异轨的链路类型比例进行转换，完成所有异轨第1条轨道‑异轨第1条轨道平均值大于设定值的轨道的链路拓扑优化。

[0067] 具体地，差值>设定值(差值为正)的轨道：选择一条轨道，假设该条轨道上“异轨第1条轨道‑异轨第1条轨道平均值”的数目为T，将该条轨道上比平均值小的异轨轨道类型选出，并将差值四舍五入取整后从大到小排序，假设为：

[0068] 异轨第L条轨道：比平均值少A条轨道；

[0069] 异轨第M条轨道：比平均值少B条轨道；

[0070] ...

[0071] 异轨第N条轨道：比平均值少C条轨道；

[0072] 并将该轨道上的“异轨第1条轨道”比“设定值”多出T条链路数，按照均匀化变成异轨链路。

[0073] 如果TA+B+...+C，那么将全部A+B+...+C条“异轨第1条轨道”链路类型依次变成“异轨第L条轨道”、“异轨第M条轨道”、...、“异轨第L条轨道”链路类型。轨道链接类型改变后，会导致链路变换的节点上的链路超过5，此时在保留新修改链路的基础上，将超过4的异轨链路删除。然后基于Dijkstra算法，针对该轨道与涉及链路变换的其他异轨轨道，计算基于业务分布和业务量的平均通信时延和跳数，如果时延指标相对修改之前提升，那么保留该修改；如果时延指标下降，那个对修改进行回退。按照这种方法，完成所有“异轨第1条轨道‑异轨第1条轨道平均值”大于“设定值”的轨道的链路拓扑优化。

[0074] 对于差值<设定值(差值为负)的轨道：选择一条轨道，假设该条轨道上“异轨第1条轨道平均值‑异轨第1条轨道”的数目为T，将该条轨道上比平均值大的异轨轨道类型选出，并将差值四舍五入取整后从大到小排序，假设为：

[0075] 异轨第U条轨道：比平均值多E条轨道；

[0076] 异轨第V条轨道：比平均值多F条轨道；

[0077] ...

[0078] 异轨第W条轨道：比平均值多G条轨道；

[0079] 并从中按照从大到小的顺序挑选出T条异轨链路，并按照均匀化的原则变成“异轨第一条轨道”链路类型。如果TE+F+...+G，那么将全部E+F+...+G条“异轨第U条轨道”、“异轨第V条轨道”、...、“异轨第W条轨道”异轨链路类型变换为“异轨第1条轨道”链路类型。同样，轨道链接类型改变后，会导致链路变换的节点上的链路超过5，此时在保留新修改链路的基础上，将超过4的异轨链路删除。在每条链路变换和节点多余链路删除后，基于Dijkstra算法，针对该轨道与涉及链路变换的其他异轨轨道，计算基于业务分布和业务量的平均通信时延和跳数，如果时延指标相对修改之前提升，那么保留该修改；如果时延指标下降，那个对修改进行回退。按照这种方法，完成所有“异轨第1条轨道平均值‑异轨第1条轨道”大于“设定值”的轨道的链路拓扑优化。

[0080] 步骤S7、若差值未超过设定值，针对一个完整的卫星周期进行仿真，并基于最短路径算法统计运行周期内全网平均时延和跳数(综合指标)。

[0081] 步骤S8、判断全网平均时延和跳数的综合指标值是否小于十字架拓扑结构的综合指标值。

[0082] 如果全网平均时延和跳数的综合指标值小于十字架拓扑结构的综合指标值(即时延和跳数综合指标比十字架网络指标好)，则结束流程；如果全网平均时延和跳数的综合指标值不小于十字架拓扑结构的综合指标值(即时延和跳数综合指标比十字架网络指标差)，则执行步骤S8(a)。

[0083] S8(a)、若全网平均时延和跳数的综合指标值不小于十字架拓扑结构的综合指标值，根据预设原则将其他异轨链路类型修改为异轨第1条轨道的链路类型，其中，链路类型为相邻第一个轨道、相邻第二个轨道、......相邻第N个轨道。

[0084] 具体地，首先选择链路数为3的节点(优化的目标是尽可能使每个节点的链路数为4，但是在优化的过程中，部分节点可能会出现链路数为3的情况，这种情况下优先对这类节点进行优化，避免在对其他链路数为4的节点优化的过程中，形成更多链路数为3的节点)，增加一条邻轨链路，并将其他轨道对应节点的链路类型全部修改为邻轨链路，然后流程跳转到步骤S7；当链路数为3的节点为0后，那么根据均匀化的原则挑选比例最多的一条异轨链路修改为邻轨链路，并将该修改复制到其他轨道的对应节点，然后流程跳转到步骤S8。

[0085] 基于卫星网络业务性能的网络拓扑设计方案的优点：

[0086] (1)方案中将地面通信业务的通信距离分布向天基网络中的通信轨道距离映射，以这种方法完成地面业务需求对天基网络拓扑设计需求的转化，具体体现在图2的步骤S1和步骤S2。

[0087] (2)基于业务量进行天基卫星网络链路类型的计算，是链路的类型与地面的业务量较好的匹配，具体体现在图2的步骤S3和S4。

[0088] 进一步地，如图2所示，本发明还相应提供了一种终端，所述终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图2仅示出了终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

[0089] 所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据，例如所述安装终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序40，该基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法。

[0090] 所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法等。

[0091] 所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light‑Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述终端的部件10‑30通过系统总线相互通信。

[0092] 在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序40时实现所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的步骤。

[0093] 本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序，所述基于平均业务性能的天基网络拓扑设计程序被处理器执行时实现如上所述的基于平均业务性能的天基网络拓扑设计方法的步骤。

[0094] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

[0095] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。