应用多智能体链路认知的低轨卫星网络路由算法

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1、第24卷第4期航天器工程V01．24No．41111生!旦璺里垒垦垦曼垦垒!!曼盥鱼!塑堡垦垦!型鱼!!应用多智能体链路认知的低轨卫星网络路由算法双炜(山东航天电子技术研究所，山东烟台264670)摘要针对低轨卫星链路不稳定和负载不平衡等因素给网络路由带来的严重影响，提出了一种应用多智能体链路认知的低轨卫星网络路由算法。卫星网络通过多智能体对卫星链路投递率和链路可用性等环境进行感知和推理，获得卫星网络中星际链路质量评价，评价结果用于路由的优化，可达到提高网络吞吐率和使负载均衡的目的。以类似“铱”的卫星系统为仿真对象，对比文章算法和传统的自适应最短路

2、径路由算法在吞吐量、丢包率和端到端时延方面的性能。仿真结果表明：文章提出的算法较自适应最短路径路由算法能增大吞吐量，降低丢包率，缩短高负载时的端到端时延，可有效提高低轨卫星通信网络的路由性能。关键词低轨卫星网络；路由算法；链路认知；多智能体中图分类号：TN927．2文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．04．014RoutingAlgorithmforLEOSatelliteNetworkBasedonMultiI。agentLinkCognitionSHUANGWei(ShandongAerospace

3、Electro—technologyInstitute，Yantai，Shandong264670，China)Abstract：Aimingattheseriouseffects0fLE0satelliteunstablelinksandunbalancedloadsonnetworkrouting，thepaperproposesaroutingalgorithmforLEOsatellitenetworkbasedonmulti—agentlinkcognition．Byapperceivingandreasoningsatellitelin

4、kdeliveryrateandlinkavailabilityenvironmentbyusingmulti—agent，thesatellitenetworkcanobtaintheinterstellarlinkqualityevaluation．Theevaluationresultsareusedforroutingoptimizationtoimprovethenetworkthruputandloadbalancing．UsingasystemlikeIridiumasthesimulationobject，theal—gorithm

5、proposedandtraditionaladaptiveshortestpathroutingalgorithmarecontrastedinthru—put，packetlossrateandtheperformanceofend—to—enddelay．Simulationresultsshowthatthisalgorithmproposedcanincreasethethruput，reducethepacketlossrateandtheendtoenddelayinhighloadsituation，andeffectivelyim

6、provetheperformanceofnetworkrouting．Keywords：LEOsatellitenetwork；routingalgorithm；linkcognition；multi—agent1引言低轨卫星网络中的卫星沿着各自轨道高速运使整个网络的拓扑结构快速变换，这对网络中的路由机制提出了特殊要求。此外，卫星轨道低，面临着各种干扰，星际链路质量会发生不可预测的变化，也使通信网络路由面临着严重挑战。国内外对卫星网络上的路由机制进行了一些研究，主要包括负载平衡路由技术、服务质量(QoS)路收稿日期：2014—09—23：修回日期

7、：2014—10—16作者简介：双炜，女，硕士，工程师，研究方向为航天测控通信和无源定位。Email：wei—shuang：@126．corll。84航天器工程24卷由技术和多服务路由技术。早期的卫星网络路由算法L1q1着眼于寻找一条连接源卫星和目的卫星的路由，自适应能力较差。随着研究的深入，负载平衡问题逐渐受到重视[5]。然而，现有的分布式负载平衡路由技术，仅使用局部流量信息，不能反映出全局流量分布情况[6]。近年来，卫星网络QoS得到重视并取得了一些成果[7]，不过其由于计算复杂度过高而无法在实际工程中应用，而且算法性能不高导致找到的链路不是最

8、优的。文献E8—10-]中提出了卫星网络多服务路由技术，但它的路由更新是以周期性为主，对网络流量变化自适应能力不强，且要维