多目标决策的LEO卫星网络路由优化算法

"该文提出了一种基于多目标决策的LEO卫星网络多业务路由算法，旨在解决链路资源利用不均衡和QoS要求难以满足的问题，以提高网络效率。通过将业务分为时延敏感、带宽敏感和可靠性敏感三类，使用本征向量法确定业务权重，并通过一致性比率验证权重的合理性。接着，结合多目标决策理论和卫星网络实际情况，计算出满足QoS需求的最优路径，实现动态优化路由。通过铱星网络系统的仿真实验，证明了该算法能够有效平衡卫星链路负载，同时提升吞吐量等性能指标。" 在低地球轨道(LEO)卫星网络中，路由选择是一个至关重要的问题，特别是当网络需要处理多种不同类型的业务时。传统的路由策略可能无法充分考虑各种服务质量(QoS)因素，如时延、带宽需求和数据传输的可靠性，这可能导致链路资源的不均衡使用，进而降低整个网络的运行效率。为了解决这个问题，文章提出了一种创新的路由算法，它基于多目标决策理论。 首先，该算法将LEO卫星网络中的业务划分为三个类别：时延敏感型、带宽敏感型和可靠性敏感型。这种分类方法有助于更好地理解不同类型业务的需求。时延敏感型业务通常需要快速响应，例如实时视频通话或远程手术；带宽敏感型业务则强调数据传输速率，如高清视频流；而可靠性敏感型业务重视数据传输的无误性，如金融交易。为了合理分配这些业务，算法引入了本征向量法来计算每个业务的权重，确保不同类型的业务得到适当的优先级。 接下来，算法运用一致性比率来检验计算出的权重是否合理，这一步骤确保了决策过程的公正性和有效性。之后，结合多目标决策理论，算法会考虑卫星网络当前的状态，包括节点的可用性、链路的带宽和延迟等，以及业务的具体要求，寻找一条满足QoS约束的最优路径。这样的动态优化路由策略能够确保网络在满足不同业务需求的同时，有效地分配和利用资源。 通过建立基于铱星网络的仿真实验环境，模拟了网络中的不确定性因素，如时延、剩余带宽和误分组率。实验结果表明，提出的路由算法不仅能有效地均衡各卫星链路上的业务负载，避免部分链路过载，还能在保持QoS水平的同时，显著提升吞吐量等关键性能指标。 该算法为LEO卫星网络的路由设计提供了一个新的视角，通过多目标决策优化了业务路由，提高了整体网络性能，对于未来卫星通信网络的设计和优化具有重要的参考价值。未来的研究可以进一步探讨如何在更大规模的网络中应用此算法，以及如何适应更复杂的网络环境和不断变化的业务需求。