Dynamic Caching Routing Strategy for LEO Satellite Nodes Based on Gradient Boosting Regression Tree

Yang Yang; Shengbo Hu; Guiju Lu

doi:10.3745/JIPS.03.0193

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자료유형: 학술저널

저자정보: Yang Yang (Guizhou Normal University) Shengbo Hu (Guizhou Normal University) Guiju Lu (Guizhou Normal University)

저널정보: 한국정보처리학회 JIPS(Journal of Information Processing Systems) Journal of Information Processing Systems Vol.20 No.1

발행연도: 2024.2

수록면: 131 - 147 (17page)

DOI: 10.3745/JIPS.03.0193

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A routing strategy based on traffic prediction and dynamic cache allocation for satellite nodes is proposed toaddress the issues of high propagation delay and overall delay of inter-satellite and satellite-to-ground links inlow Earth orbit (LEO) satellite systems. The spatial and temporal correlations of satellite network traffic wereanalyzed, and the relevant traffic through the target satellite was extracted as raw input for traffic prediction. Animproved gradient boosting regression tree algorithm was used for traffic prediction. Based on the trafficprediction results, a dynamic cache allocation routing strategy is proposed. The satellite nodes periodicallymonitor the traffic load on inter-satellite links (ISLs) and dynamically allocate cache resources for each ISL withneighboring nodes. Simulation results demonstrate that the proposed routing strategy effectively reduces packetloss rate and average end-to-end delay and improves the distribution of services across the entire network.

#Gradient Boosting Regression Tree Cache Allocation #Low-Earth Orbit Satellite #Inter-Satellite Links #Spatial and Temporal Correlation #Traffic Prediction

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