基于控制器间协作的多层低轨星座确定性时延路由算法研究

来源：电子与信息学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：黄龙辉, 丁晓进, 张更新

单位：南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003

摘要：针对多层低轨星座在软件定义网络架构下节点数量庞大、网络拓扑动态性强以及控制器对全网状态的感知滞后导致难以确定端到端数据传输时延的问题，该文提出一种基于控制器间协作的多层低轨星座确定性时延路由算法。首先，构建多层低轨星座的区域划分与控制器部署策略，以及星间链路的建立准则，消除节点数量和状态感知滞后的影响；其次，设计时变增量图模型刻画卫星网络拓扑与链路资源属性，在链路的带宽、卫星队列大小与链路间持续时间的约束下，提出基于控制器间协作的确定性时延路由算法，并通过控制器间状态实时感知和交互，及多目的拉格朗日的松弛聚合算法优化传输路径；最后，构建基于NS-3和Ryu的仿真平台验证可行性。结果表明，相较链路效用的自适应路由算法，所提算法在平均端到端时延、时延抖动与丢包率上分别降低16.0%, 37.9%, 37.2%，平均吞吐量提升约2%，且具有较低计算复杂度与信令开销。

关键词：多层低轨星座, 软件定义网络, 确定性路由, 控制器协作

基金资助：国家自然科学基金(62571261,U21A20450)，江苏省基础研究项目(BK20254006)