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面向LEO卫星网络的合作博弈路由策略研究的开题报告
一、研究背景
LEO（LowEarthOrbiting）卫星网络是近年来快速发展的卫星通信技术之一，它具有覆盖面广、通信质量高和能量消耗低等特点，适用于应急通信、军事通信、物联网通信等领域。然而，LEO卫星网络中卫星数量较多，节点间的关系较为复杂，因此如何选择最佳的路由策略，以实现网络资源的最优化利用和高效通信，一直是学术界和工业界关注的焦点。
传统的路由协议如Bellman-Ford算法和Dijkstra算法等，都是以最短距离作为衡量标准，但这种方法不能满足LEO卫星网络的特殊要求，因为卫星的位置不断变化，连接关系不断变化，不同卫星节点的能量消耗等因素不同，因此需要采用更为灵活的路由策略。
合作博弈是一种经典的博弈理论模型，它通过协商合作、分享收益等方式解决博弈过程中的合作问题。将合作博弈应用于LEO卫星网络中，可以解决各个节点之间的路由选择问题，使网络资源更为合理地分配和利用。
二、研究内容
本研究旨在基于合作博弈的思想，研究面向LEO卫星网络的合作博弈路由策略，主要包括以下几个方面：
1.建立LEO卫星网络的拓扑结构模型，确定卫星节点之间的连接关系，建立网络拓扑。
2.分析LEO卫星网络中的路由问题，综合考虑卫星节点之间的距离、能量消耗、通信质量等因素，建立卫星节点之间的路由模型。
3.设计博弈模型，以LEO卫星网络的路由策略为博弈参与者，参与者之间根据自身能力和利益选择合适的策略，采取博弈的方式协商和合作，解决路由选择问题。
4.分析博弈模型的均衡解，提出基于博弈理论的最优路由策略。
5.仿真验证，通过实验验证所提出的路由策略的优越性和性能。
三、研究意义
1.为LEO卫星网络提供高效的路由选择方法，能够实现网络资源的最优化分配和利用，提高网络通信的质量和可靠性。
2.探索合作博弈理论在通信网络中的应用，为通信网络中协商、合作和决策提供新的思路和方法。
3.研究面向LEO卫星网络的合作博弈路由策略，对于推进卫星通信技术的发展和应用具有重要的意义。
四、研究方法
1.使用图论等数学工具，建立LEO卫星网络的拓扑结构模型和路由模型。
2.采用博弈理论的基本原理，构建LEO卫星网络的合作博弈模型。
3.通过求解博弈模型的均衡解，最终提出最优的路由策略。
4.使用MATLAB等仿真工具，对所提出的路由策略进行实验验证和性能分析。
五、研究计划
1.在2021年6月至7月期间，进行相关文献的阅读和资料的搜集，对LEO卫星网络的拓扑结构和路由模型进行认真分析。
2.在2021年7月至9月期间，初步设计并完成LEO卫星网络的合作博弈模型和路由策略模型的建立。
3.在2021年10月至11月期间，进行博弈模型的求解和最优路由策略的提出。
4.在2021年12月至2022年2月期间，使用MATLAB等仿真工具完成所提出的路由策略的实验验证和性能分析，撰写论文。
5.在2022年3月至4月期间，对论文进行修改和完善，并准备答辩所需的材料和内容。
六、预期成果
1.完成LEO卫星网络的拓扑结构和路由模型的分析和建立，提出面向LEO卫星网络的合作博弈路由策略。
2.完成相关的仿真实验和性能分析，验证所提出的路由策略的优越性和性能。
3.撰写论文和答辩材料，对研究成果进行总结和展示。
七、结论
本研究旨在研究面向LEO卫星网络的合作博弈路由策略，通过对LEO卫星网络的拓扑结构和路由模型的建立，构建博弈模型，提出最优路由策略，并进行仿真实验验证。这对于解决LEO卫星网络中的路由选择问题，实现网络资源的最优化分配和利用，具有重要的意义和价值。