[发明专利]基于合作博弈的LEO卫星网络最优收益路由方法

摘要

本发明涉及一种基于合作博弈的LEO卫星网络最优收益路由方法，所述方法包括构造一个类铱星星座的网格状LEO卫星通信系统；根据LEO卫星星座的周期性运动规律及其网格状多径路由属性，将一条从源卫星节点到目的卫星节点路由路径上的多个LEO卫星中继节点作为一个合作联盟对待，并利用吞吐量、延时、丢包率等网络性能指标定义联盟收益函数；基于合作博弈论中联盟博弈的思想，采用Shapley值分配机制对联盟合作收益进行分配，合作收益最高的路由联盟即为当前LEO卫星网络中从源卫星节点到目的卫星节点的最优性能路由路径。本发明能够有效的均衡热门节点的流量负载，提高卫星网络资源利用率，降低数据分组网络延时，为数据分组提供受保障的QoS路由能力。

主权项

一种基于合作博弈的LEO卫星网络最优收益路由方法，其特征在于，包括：构造一个满足预定条件的类铱星星座的网格状LEO卫星通信系统；其中，所述的类铱星星座的网格状LEO卫星通信系统的构造方法具体包括：设定卫星的轨道倾角、轨道高度参数；为每颗卫星建立与相邻卫星相连接的星间链路，包括同轨道星间链路和跨轨道星间链路；同轨道卫星在运行期间保持相对静止，星间链路是稳定建立并长久保持的；极轨道卫星运行到高纬度地区时，跨轨道星间链路会临时关闭；根据LEO卫星星座网络的周期性运动规律及其网格状多径路由属性，将一条从源卫星节点到目的卫星节点路由路径上的多个LEO卫星中继节点作为一个合作博弈中的联盟对待，并利用吞吐量、延时、丢包率网络性能指标定义联盟收益函数；基于合作博弈论中联盟博弈算法，采用夏普里值分配机制对联盟合作收益进行分配，卫星节点依据实时收集的网络及节点状态，独立计算加入各路由联盟的合作收益，选择加入合作收益最高的路由联盟，数据分组沿着该路由联盟确定的路由路径进行合作转发到目的卫星节点。