論文の概要: Asynchronous Risk-Aware Multi-Agent Packet Routing for Ultra-Dense LEO Satellite Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.27506v1
• Date: Fri, 31 Oct 2025 14:29:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-03 17:52:16.130111
• Title: Asynchronous Risk-Aware Multi-Agent Packet Routing for Ultra-Dense LEO Satellite Networks
• Title（参考訳）: 超高密度LEO衛星ネットワークのための非同期リスク対応マルチエージェントパケットルーティング
• Authors: Ke He, Thang X. Vu, Le He, Lisheng Fan, Symeon Chatzinotas, Bjorn Ottersten,
• Abstract要約: 超高密度LEO星座の出現は、その大規模なスケール、動的トポロジ、大幅な遅延によって駆動される複雑で非同期なネットワーク環境を生み出す。 このユニークな複雑さは、非同期でリスクを認識し、多様でしばしば矛盾する目的を分散的にバランスをとることができる適応的なパケットルーティングアルゴリズムを必要とする。 我々は、イベント駆動型マルチエージェントルーティングフレームワークであるPRIMALを紹介した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.84384086201993
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The rise of ultra-dense LEO constellations creates a complex and asynchronous network environment, driven by their massive scale, dynamic topologies, and significant delays. This unique complexity demands an adaptive packet routing algorithm that is asynchronous, risk-aware, and capable of balancing diverse and often conflicting QoS objectives in a decentralized manner. However, existing methods fail to address this need, as they typically rely on impractical synchronous decision-making and/or risk-oblivious approaches. To tackle this gap, we introduce PRIMAL, an event-driven multi-agent routing framework designed specifically to allow each satellite to act independently on its own event-driven timeline, while managing the risk of worst-case performance degradation via a principled primal-dual approach. This is achieved by enabling agents to learn the full cost distribution of the targeted QoS objectives and constrain tail-end risks. Extensive simulations on a LEO constellation with 1584 satellites validate its superiority in effectively optimizing latency and balancing load. Compared to a recent risk-oblivious baseline, it reduces queuing delay by over 70%, and achieves a nearly 12 ms end-to-end delay reduction in loaded scenarios. This is accomplished by resolving the core conflict between naive shortest-path finding and congestion avoidance, highlighting such autonomous risk-awareness as a key to robust routing.
• Abstract（参考訳）: 超高密度LEO星座の出現は、その大規模なスケール、動的トポロジ、大幅な遅延によって駆動される複雑で非同期なネットワーク環境を生み出す。 このユニークな複雑さは、非同期でリスクを認識し、多種多様なQoS目標を分散的にバランスをとることができる適応的なパケットルーティングアルゴリズムを必要とする。 しかし、既存の手法はこのニーズに対処することができない。 このギャップに対処するために、PRIMALというイベント駆動型マルチエージェントルーティングフレームワークを導入する。これは、各衛星が独自のイベント駆動タイムラインで独立して動作できるように設計されており、プリミティブ・デュアル・アプローチによる最悪のパフォーマンス劣化のリスクを管理している。 これは、エージェントがターゲットとするQoS目標の完全なコスト分布を学習し、末尾リスクを制約することで達成される。 1584の衛星を持つLEO星座の大規模なシミュレーションは、遅延と負荷のバランスを効果的に最適化する上で、その優位性を検証している。 最近のリスク公開ベースラインと比較して、キューの遅延を70%以上削減し、ロードされたシナリオにおいて、ほぼ12ミリ秒のエンドツーエンド遅延削減を実現する。 これは、素早い最短経路発見と混雑回避のコアコンフリクトを解消し、ロバストなルーティングの鍵となるこのような自律的なリスク認識を強調することで達成される。

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