周雅，谢卓辰，刘沛龙，刘会杰†

(1 中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201203；2 中国科学院大学，北京 100049；3 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心，北京 100084) (2019年12月5日收稿； 2020年2月28日收修改稿)

随着全球通信业务的迅速增长，卫星通信系统在各领域应用愈发广泛[1]。未来低轨卫星网络可成为人们日常生活中的重要组成部分[2]。低轨卫星通信系统凭借其覆盖范围广、传播时延小和终端设备发射功率低等优势，使借助LEO卫星进行数据传输越发受到广泛关注[3]。同时，星间链路的使用既满足高质量和高数据安全性等特殊应用需求，也引发了业内对卫星星座网络路由问题的持续关注，其中负载均衡问题是路由算法研究的重要部分，也是基于星间链路的卫星网络设计中的重要问题[4]。

相较于中高轨卫星，低轨卫星具有低时延特征，理论上能够支持时延敏感型垂直应用，如实时视频传输、远程工业控制、远程医疗等。因此，端到端时延成为低轨卫星网络负载均衡路由算法设计中需要考虑的重要因素之一[5]。

为了满足卫星通信系统星上数据就近落地需求，提高系统总吞吐量，现有的卫星通信系统(如OneWeb等)都具有分布在全球各地的地面信关站[6]。由于全球用户的非均匀分布及其活跃度随时间动态变化，卫星系统数据流通过地面站就近下行会引发空间段拥塞并加重馈线负担，这种拥塞模式是一种漏斗型的新型拥塞模式且极易引起雪崩式拥塞，进而引起空间段端到端通信的性能劣化[7]。……