[论文] Goal-Oriented Bundle Management and Flow Control for Deep-Space Commun...

论文概要

研究领域: ML
作者: Sajjad Baghaeea, Aimin Lib, Shanmugarajan Balasubramanian, Elif Uysal
发布时间: 2026-10-09
arXiv: 2610.13923

中文摘要

深空通信面临间歇性连接、长传播时延和中继存储受限等挑战。在这类网络中，Bundle 协议实现了存储-携带-转发通信，要求中继节点管理有限的存储资源和稀少的接触窗口。中继侧的调度与丢弃决策本质上是目标导向的：传输资源应分配给对下游任务目标最有价值的数据包。传统的 FIFO 等调度器并不显式优化任务效用，且在异构行星源之间可能提供不公平的服务。本文提出了一个面向接触驱动深空网络的中继侧数据包与流管理闭环建模与学习框架，月球和火星的更新数据通过共享缓冲区中继转发至地球。我们使用超额信息年龄 Δ_i^e(t)=[Δ_i(t)-d_i(t)]⁺ 来量化目的端的信息新鲜度，其中 Δ_i(t) 为信源 i 的信息年龄，d_i(t) 为依赖信源的延迟基线。基于该指标，我们定义了支持信源依赖非线性惩罚的目标导向损失函数，从而按任务相关性进行优先级排序。我们将中继控制建模为约束半马尔可夫决策过程（CSMDP），并使用带掩码的拉格朗日近端策略优化（PPO）求解。可行性感知的动作掩码将传输限制在能在剩余接触窗口内完成的数据包上。DTNSim 仿真表明，与基线调度器相比，该方法在基于信息年龄的效用和流间公平性方面均有改善。

原文摘要

Deep-space communications operate under intermittent connectivity, long propagation delays, and relay storage constraints. In such networks, the Bundle Protocol enables store-carry-forward communication, requiring relay nodes to manage limited storage and scarce contact opportunities. Relay-side scheduling and dropping decisions are inherently goal-oriented: transmission resources should be allocated to bundles most valuable to downstream mission objectives. Conventional schedulers, such as FIFO, do not explicitly optimize task utility and may provide unfair service across heterogeneous planetary sources. This paper presents a closed-loop modeling and learning framework for relay-side bundle and flow management in a contact-driven deep-space network, where lunar and Martian updates are for...

自动采集于 2026-10-14

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