[发明专利]低轨星座传输与计算融合网络的构造方法及任务卸载方法

说明书

本发明涉及一种低轨星座传输与计算融合网络的构造方法及任务卸载方法，在获取低轨星座并对低轨星座进行建模，得到动态低轨星座模型后，为动态低轨星座模型构建虚拟副本，并基于元图建立动态低轨星座模型与虚拟副本的连接，获得低轨星座传输与计算融合网络。基于此，实现多类型网络的有机组合，突破各类任务的任务卸载路径局限性。在确定低轨星座传输与计算融合网络中动态低轨星座模型、虚拟副本和任务的连接链路后，根据连接链路确定卸载路径，并根据卸载路径执行任务卸载。基于此，根据低轨星座传输与计算融合网络可丰富各类任务的任务卸载路径，为卸载路径提供更优的路径选择。

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，特别是涉及一种低轨星座传输与计算融合网络的构造方法及任务卸载方法。

背景技术

低轨(LEO)卫星网络是卫星互联网的重要组成部分，因其具有低延迟、低损耗、低成本的特点，被认为是最有前途的卫星通信网络，成为新一轮全球网络科技发展和空间竞争的焦点。

现有低轨星座均为弯管式数据传输网络，海量原始数据通过低轨卫星网络卸载至计算能力强大的地面云中心进行处理。然而，该方案受限于远距离传输和电离层干扰等因素，星-地传输速率十分有限，难以满足时延敏感业务的需求，甚至可能造成网络拥塞。因此，急需寻找新的任务卸载目标。近年来，在轨计算得到了广泛关注。基于低轨星座的在轨计算直接将任务卸载到低轨卫星网络进行计算，然后再将计算结果传输到地面。由于结果可以小到几个比特，因此可以有效降低传输时延。与此同时，低轨卫星高性能星载计算技术的不断发展，使得利用低轨卫星网络进行在轨计算成为可能。

尽管低轨卫星网络在轨计算前景广阔，现有可见低轨卫星卸载在轨计算方案，受限于实际网络负载不均衡的特性，存在热点区域计算资源短缺的局限。现有低轨卫星网络在轨计算方案通过一跳传输的方式将任务卸载到邻近的可见低轨卫星进行计算。然而，在现实中，任务的产生与人类活动紧密相关，大量任务产生自少数热点地区(如城市、港口)，导致任务在全球范围内的分布是极其不均衡的。这种情况下，热点地区的可见卫星往往会出现任务过载、资源短缺的情况。

发明内容

基于此，有必要针对低轨卫星任务卸载受限于实际网络负载不均衡的不足，提供一种低轨星座传输与计算融合网络的构造方法及任务卸载方法。

一种低轨星座融合网络的构造方法，包括步骤：

获取低轨星座并对低轨星座进行建模，得到动态低轨星座模型；其中，动态低轨星座模型包括虚拟节点和虚拟节点间的第一星间链路；第一星间链路与虚拟节点间的通信相关；

为动态低轨星座模型构建虚拟副本；其中，虚拟副本包括与虚拟节点一一对应的虚拟节点副本以及虚拟节点副本间的第二星间链路；第二星间链路与虚拟节点副本间的通信相关；

基于元图建立动态低轨星座模型与虚拟副本的连接，获得低轨星座传输与计算融合网络。

上述的低轨星座传输与计算融合网络的构造方法，在获取低轨星座并对低轨星座进行建模，得到动态低轨星座模型后，为动态低轨星座模型构建虚拟副本，并基于元图建立动态低轨星座模型与虚拟副本的连接，获得低轨星座传输与计算融合网络。基于此，实现多类型网络的有机组合，突破各类任务的任务卸载路径局限性。

在其中一个实施例中，基于元图建立动态低轨星座模型与虚拟副本的连接的过程，包括步骤：

通过虚拟边一一对应连接虚拟节点和虚拟节点副本；其中，虚拟边与虚拟节点和虚拟节点副本间的通信相关。

在其中一个实施例中，基于元图建立动态低轨星座模型与虚拟副本的连接的过程，包括步骤：

通过动态低轨星座模型与任务的源节点建立通信相关，并通过虚拟副本与任务的目标节点建立通信相关。

在其中一个实施例中，基于元图建立动态低轨星座模型与虚拟副本的连接的过程，包括步骤：