基于深度强化学习的低轨卫星互联网微代价拓扑控制与重构研究

基本信息
批准号:61902214
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:刘君
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
卫星互联网深度强化学习拓扑重构复杂网络网络拓扑结构
结项摘要

This project takes the dynamics of low-orbit satellite Internet topology as the research object, uses the complex network theory to study the correlation between the low-orbit satellite Internet topology features and routing performance optimization, and builds the relational mapping for topology feature parameters and route optimization based on deep reinforcement learning,that is a theoretical basis to form a micro-cost topology reconstruction algorithm for routing optimization. At the same time, the local optimal solution heuristic algorithm which shortens the reconstruction delay is studied, and the k-core decomposition method based on complex network is used to search for the largest node set or edge set of topological feature parameters in the network, then the global topology optimization is achieved. we build a virtualized and scalable satellite Internet environment, simulate the physical and topological and link status of the integrated network, and verify the correlation between the dynamic link connection (topology) and route optimization and Logical topology reconstruction caused by link failure. The satellite Internet topology control is designed to realize the cooperation between perception and prediction. It demonstrates the advantages of using complex network theory for topology micro-cost reconstruction, and finally complements the low-orbit satellite Internet coverage and transmission performance.

本项目以低轨卫星互联网拓扑动态性为研究对象,利用复杂网络理论研究低轨卫星互联网拓扑特征与路由性能优化之间的关联性,构建基于深度强化学习的拓扑特征参数与路由优化之间的关系映射,并以此为理论依据形成面向路由优化的微代价拓扑重构算法设计。进而研究缩短重构延迟的局部最优解启发式算法,并探索基于复杂网络中的k-核分解方法以获取网络中拓扑特征参数变化幅度最大节点集或边集,实现全局拓扑最优化。在此基础上,构建支持虚拟化、可扩展的卫星互联网环境演示平台,模拟全天候、全空时的天地一体化网络物理拓扑和链路状况,验证动态链路连接关系(拓扑结构)和路由优化的关联性以及节点/链路失效所带来的逻辑拓扑重构。本项目旨在实现感知与预测协作的卫星互联网拓扑控制,论证利用复杂网络理论进行拓扑微代价重构的优势,最终实现低轨卫星互联网覆盖范围和传输性能之间的互补。

项目摘要

本项目以低轨卫星互联网拓扑动态性为研究对象,利用复杂网络理论研究低轨卫星互联网拓扑特征与路由性能优化之间的关联性,并以此为理论依据形成面向路由优化的微代价拓扑重构算法设计 。项目提出了空天地一体化融合网络弹性抗毁自愈技术,实现天地异构网络拓扑的弹性适变和稳定高效。提出了基于位置的天地一体化网络高效寻址机制,将用户地址与移动性相解耦,解决真实世界与虚拟网络基于统一时空基准的定位和寻址,而且也从根本上解决了路由收敛(稳定性)和空间网络拓扑动态时变和连接关系不确定之间的矛盾,实现卫星网络与地面网络的异构高效融合与全球无缝互联。设计卫星互联网试验验仿真平台,基于虚拟化技术,对天地融合网络中的海量节点进行仿真,同时支持网络协议栈的模拟,可动态加载真实的网络协议与网络流量,构建大规模数据驱动、真实可信、具备星座时空特性的融合网络试验环境。在学科顶级、重要学术期刊 IEEE JSAC、IEEE WCL、IEEE JIOT、通信学报和学科旗舰会议IEEE WCNC和ICCC等上发表 SCI/EI 学术论文 9篇。针对拓扑调整和路由优化理论和方法,申请国家发明专利 5 项,已授权 2项,完成预期目标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022
5

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015

刘君的其他基金

批准号:50978045
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:11872144
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:41575035
批准年份:2015
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:91541117
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41502250
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31260419
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10176037
批准年份:2001
资助金额:20.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11201032
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51479027
批准年份:2014
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:81600797
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90505003
批准年份:2005
资助金额:32.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31560498
批准年份:2015
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51605383
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

低轨卫星无拖曳控制系统的不确定建模与控制算法研究

批准号:61174079
批准年份:2011
负责人:樊慧津
学科分类:F0301
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
2

基于空谱域联合特征深度强化学习的光谱遥感图像在轨处理

批准号:61701360
批准年份:2017
负责人:吴宪云
学科分类:F0106
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于质量矩技术的低轨微纳卫星星座相位部署方法研究

批准号:61803204
批准年份:2018
负责人:陆正亮
学科分类:F0302
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

低轨卫星编队联合GNSS精密定轨与定位的理论与方法

批准号:41874030
批准年份:2018
负责人:李博峰
学科分类:D0402
资助金额:63.00
项目类别:面上项目