[发明专利]一种星地融合网络中的计算任务调度方法

说明书

本发明提供一种星地融合网络中的计算任务调度方法，包括：提供星地融合网络，将与地面网络部分通信连接的空间基站作为第一空间基站，在第一空间基站中预配置多种类型的计算任务处理模式；第一空间基站接收到来自地面网络部分的需求用户的数据处理需求以作为计算任务请求，生成当前计算任务，并根据当前计算任务或第一空间基站的当前状态，从计算任务处理模式中选择其中一种作为当前指示模式；根据当前指示模式来相应地执行当前计算任务，得到计算结果；将计算结果发送至需求用户。本发明通过为卫星空间基站合理配置并选择计算任务处理模式，优化了星地融合网络中计算任务的调度机制，提高了空间设备和地面设备的资源利用效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种星地融合网络中的计算任务调度方法。

背景技术

卫星通信网络和地面通信网络在通信能力和覆盖范围等方面具有互补性。卫星通信系统由于轨道高度高、对地覆盖面积大，可以突破地形地域和地面灾害袭击的限制。通过高、中、低轨卫星的联合组网，能够实现洲际甚至全球性的移动网络覆盖，特别是增强对高速及远距离移动用户(如高铁、邮轮、飞机等)的通信业务支撑。因此，卫星网络和地面网络相融合的一体化网络能够解决全覆盖和深覆盖问题，为海上、应急、及全球性移动通信等应用提供高效解决方案，实现真正的全球增强移动宽带和万物互联。

此外，随着空间业务应用类型的丰富、以及海量数据的低时延要求，系统对高效可靠的空间计算资源的需求也越来越高。以地球观测应用为例，在形成多尺度、多角度、全向、各种天气的三维地球观测时，卫星会产生大量数据。传统的做法是，卫星空间基站将大量数据发送到地面云计算中心进行处理和决策。以低轨卫星为例，现有的卫星空间基站的主要功能包括[1]：1)透明转发；2)星上处理。透明转发是指卫星空间基站在上下行链路上仅实现频率转换和射频放大功能，对应于一个模拟射频中继器。星上处理是指卫星具有部分或全部的基站功能，支持从地面接收信号的再生。上述功能负责为地面信号建立信息传输的空间通信通道。该方式带来如下问题：1)通信带宽易阻塞；2)时间敏感性业务的数据无法及时响应。

这不仅要求卫星空间基站具备高性能的计算能力，能够独立进行数据处理；同时也需要综合考虑空间设备(如卫星空间基站)和地面设备(如数据中心)的多元化计算资源，从系统角度优化计算任务调度机制和资源利用效率。

现有技术主要是针对星地融合网络的通信功能的优化，并未针对卫星空间基站的计算功能，包括空间计算任务调度以及对应的信令和流程等进行优化设计。

3GPP 5G NR第17版本(R17)的非地面网络(Non-terrestrial Network,NTN)预期将成为未来星地融合网络的主流国际技术标准规范[2]。5G NTN研究面向非地面网络(卫星通信及地空宽带通信等)的关键技术，包括：随机接入、移动性管理、网络架构等，目标是在5G NR技术规范基础上扩展空间通信能力。由于上述技术还在标准化讨论的前期阶段，关于空间基站的计算能力、计算任务处理等更复杂的需求和功能尚未展开讨论。

参考文献

[1]Digital Video Broadcasting(DVB):Second Generation DVB InteractiveSatellite System(DVB-RSC2)；Overview and System Level specification,DVBDocument A155-1,Jan.2019.

[2]3GPP TR 38.821,v16.0.0,Solutions for NR to support non-terrestrialnetworks(NTN).

发明内容

本发明旨在提供一种星地融合网络中的计算任务调度方法，以提高空间设备和地面设备的资源利用效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种星地融合网络中的计算任务调度方法，包括：