SKYLINK：LEO卫星网络中可扩展且具韧性的链路管理
网络与互联网体系结构
2026-05-20 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
太空基服务的快速增长已使LEO卫星网络成为全球宽带接入的有前景的选项。下一代LEO网络利用星间链路（ISL）提供更快更可靠的通信，相较于传统的弯管架构，即使在偏远地区也能实现。然而，卫星的高速运动、动态的流量模式以及潜在的链路故障，构成了高效和具韧性路由的重大挑战。为此，我们将LEO卫星网络建模为由星座中的卫星和地面站组成的时间变化图。我们的目标是最小化平均延迟和数据包丢弃率的加权和。每个卫星独立地决定如何在实时内分配其输入流量到相邻节点。鉴于由于路由选项呈指数级增长以及链路容量不确定性，规模化寻找最优解的可行性，我们提出SKYLINK，一种用于LEO卫星网络链路管理的新型全分布式学习策略。SKYLINK使每个卫星能够适应时间变化的网络条件，确保实时响应性、针对数百万用户的可扩展性以及网络故障的韧性，同时保持低的通信开销和计算复杂度。为支持在全球范围内对SKYLINK进行评估，我们开发了一个用于大规模LEO卫星网络的新型模拟器。对于2540万用户，SKYLINK将平均延迟和丢弃率的加权和比弯管方法降低29%，比Dijkstra降低92%。它将丢弃率比k条最短路径降低95%，比Dijkstra降低99%，比弯管基线降低74%，同时实现最高46%的吞吐量提升。与此同时，SKYLINK相对于星座规模保持恒定的计算复杂度。
引用
@article{arxiv.2509.08455,
title = {SKYLINK: Scalable and Resilient Link Management in LEO Satellite Network},
author = {Wanja de Sombre and Arash Asadi and Debopam Bhattacherjee and Deepak Vasisht and Andrea Ortiz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08455},
year = {2026}
}