高通量卫星中服务质量受限的在线路由

高通量卫星(HTSs)凭借多波束传输超越传统卫星。低地球轨道巨型星座的兴起将 HTS 数据速率需求放大至太比特/秒并伴随可接受时延。数据速率的激增需要多个调制解调器,常超出单设备能力。因此,卫星采用多个处理器,形成复杂的包交换网络。这可能导致内部拥塞及难以满足严格的服务质量(QoS)约束。尽管星座级路由已有大量研究,单颗 HTS 内部路由仍存在文献空白。该内部网络架构的复杂性对实现高数据速率构成重大挑战。本文提出一种面向 HTS 的在线最优流分配与调度方法。问题被表述为具有不同优先级数据流的多商品流实例。我们提出初始全时域模型作为基准。我们采用模型预测控制(MPC)方法,基于当前信息与预测时域内预报实现自适应路由,同时允许后者偏差。重要的是,MPC 天生适用于处理入流的不确定性。我们的方法通过最优且自适应地管理优先级队列调度器与卫星处理模块间的流交换,最小化丢包。我们方法的核心是一个聚焦最优优先级调度以提升数据速率并维持 QoS 的路由模型。我们对模型各阶段进行关键评估,并通过数值仿真将结果与常规方法比较。仿真表明,我们的方法性能近乎等于后见最优(hindsight optimum),展现出应对卫星通信挑战的效率与适应性。