LEO星座中基于不完全信息的路由联盟博弈策略

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2020.10.007

电子学报 ›› 2020, Vol. 48 ›› Issue (10): 1923-1927.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2020.10.007

LEO星座中基于不完全信息的路由联盟博弈策略

魏松杰¹, 王佳贺¹, 刘沛龙², 程浩¹

1. 南京理工大学计算机科学与工程学院, 江苏南京 210094;
2. 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心, 北京 100084

收稿日期:2019-07-17 修回日期:2020-05-10 出版日期:2020-10-25 发布日期:2020-10-25
作者简介:魏松杰 男,1977年12月生,天津人.现为南京理工大学计算机科学与工程学院副教授,研究方向为网络协议、网络安全、区块链技术.E-mail:swei@njust.edu.cn
刘沛龙 男,1989年7月生,天津人.现为北京信息科学与技术国家研究中心博士后,主要研究方向为卫星星座组网、星间路由协议.
王佳贺 男,1994年12月生,黑龙江五常人.现为南京理工大学计算机科学与工程学院硕士研究生,研究方向为分布式系统、网络安全.E-mail:jhwang@njust.edu.cn
程浩男,1993年11月生,江西于都人.现为南京理工大学计算机科学与工程学院硕士研究生,主要研究方向为LEO卫星网络、路由协议.
基金资助:
国家自然科学基金（No.61802186，No.61472189）；上海航天科技创新基金（No.SAST2019-033）；中国航天科技创新基金（No.F2016020013）

Applying Collaborative Game Strategy for Incomplete-Information Based Routing in LEO Constellation

WEI Song-jie¹, WANG Jia-he¹, LIU Pei-long², CHENG Hao¹

1. School of Computing Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, Jiangsu 210094, China;
2. Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received:2019-07-17 Revised:2020-05-10 Online:2020-10-25 Published:2020-10-25

摘要/Abstract

摘要： 针对LEO卫星网络在多跳转发数据包时流量分布不均问题，提出了一种基于不完全信息的最优收益路由联盟博弈算法.各节点协同联盟邻居节点，共同确定数据报文当前最优转发路径，从而分配和平衡节点间流量负载.仿真结果表明，与最短路径卫星路由DSP或智能路由TLR相比，本文算法的平均数据传输延迟降低了18.5%，节点流量负载均衡度提高了65.6%.

关键词: LEO卫星网络, 联盟博弈, 最优收益, 路由算法

Abstract: To tackle the difficulty of imbalanced traffic load when forwarding data packets through multiple hops in LEO satellite network,we propose a collaborative game theory routing strategy with incomplete information.Each node determines the current optimal routing path of the data packets through cooperating with neighbors for locally optimized coalition gain.This strategy distributes and balances the traffic workload among neighbor nodes effectively.Simulations show that compared with satellite routing based on the DSP shortest path or the TLR intelligent routing,the proposed algorithm reduces the average transmission delay by 18.5%,and improves the load balancing of nodes by 65.6%.

Key words: LEO satellite network, coalition game theory, optimal revenue, routing algorithm

中图分类号:

TN927+.2

魏松杰, 王佳贺, 刘沛龙, 程浩. LEO星座中基于不完全信息的路由联盟博弈策略[J]. 电子学报, 2020, 48(10): 1923-1927.

WEI Song-jie, WANG Jia-he, LIU Pei-long, CHENG Hao. Applying Collaborative Game Strategy for Incomplete-Information Based Routing in LEO Constellation[J]. Acta Electronica Sinica, 2020, 48(10): 1923-1927.

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