基于图神经网络与深度Q学习的低轨卫星路由算法
(河北科技大学 信息科学与工程学院,河北 石家庄 050018)
摘要
针对低轨卫星网络中拓扑变化快、链路状态不稳定以及多业务服务质量(Quality of Service, QoS)难以同时保障的问题,本文研究一种面向多业务场景的智能路由优化方法。首先,基于HELLO报文机制实现链路状态感知,获取链路时延、带宽利用率及拥塞等信息;其次,利用图神经网络(Graph Neural Network, GNN)提取网络拓扑与链路特征的状态表示;在此基础上,引入深度Q网络(Deep Q-Network, DQN)进行路由决策,并在奖励函数中融合多目标QoS约束,实现对不同业务需求的差异化优化。仿真结果表明,所提方法在平均端到端时延、吞吐量和丢包率等性能指标上均具有优势,能够有效提升低轨卫星网络在动态环境下的传输效率和服务质量。
关键词
低轨卫星网络;多业务QoS;图神经网络;深度强化学习
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作者简介
许向阳(1967—),男,汉族,河北石家庄人,副教授,硕士,研究方向:IP网络、多媒体通信、网络安全、卫星通信;谷雨(2000—),女,汉族,河北石家庄人,硕士在读,研究方向:卫星通信;姜慧丽(2000—),女,汉族,山东泰安人,硕士在读,研究方向:卫星通信;董俭奥(2000—),男,汉族,河南南阳人,硕士在读,研究方向:卫星通信。