朝着卫星网络中的能源高效路由

卫星网络越来越受到关注，因为它们可以为地球上的每个地方提供多种服务。卫星中的通信设备通常由太阳能电池板和电池供电，这些电源经过精心设计，以保证电力供应并避免不足。然而，我们发现不受限制地使用能量会导致卫星快速老化，因为电池单元的充电/放电次数是有限的。由于卫星的成本极高，开发节能的卫星路由以节省能源并延长卫星寿命变得非常重要。在本文中，我们进行了全面研究。首先，我们正式建模了太空路由器的功耗、太阳能电池板的电源供应和电池单元的老化。其次，我们定义了节能卫星路由（EESR）问题，并证明EESR问题是NP困难的。然后，我们开发了三种算法逐步解决EESR问题。GreenSR-B是一种基准算法，通过迭代计算链路成本来计算最小化总充电/放电周期数的路由。GreenSR-A选择空间路由器切换到睡眠模式以改善能量节约。GreenSR共同考虑能效及路径长度和最大链路利用率的QoS要求。我们通过对具有真实互联网使用痕迹的低地球轨道卫星网络进行仿真来评估我们的算法。结果表明，GreenSR可以使卫星电池单元的寿命延长超过40%，而路径长度的增加很少，链路利用率也很小。