[发明专利]一种卫星网络任务部署方法和系统

说明书

本发明涉及一种卫星网络任务部署方法和系统。该卫星网络任务部署方法和系统，通过构建任务处理时延模型和通信量模型确定效用函数，再根据效用函数确定个体的适应度，并将适应度最高的个体放入下一代种群后，根据适应度确定个体被选中的概率，根据概率对个体进行交叉操作和变异操作后分别得到交叉、变异个体，然后将可用交叉个体和可用变异个体放入下一代种群后，进行重复迭代完成对种群的更新，最后输出最优任务部署位置表后，根据最优任务部署位置表完成卫星网络任务部署，进而能够在有效解决将多任务部署于多颗卫星节点进行处理的决策问题前提下，降低任务的处理时延和因任务部署所带来的通信量。

技术领域

本发明涉及卫星部署领域，特别是涉及一种卫星网络任务部署方法和系统。

背景技术

第六代移动通信系统是一种将地面网络与卫星通信系统集成的通信系统。在通信覆盖方面，6G的通信场景将拓展到海陆空甚至水下空间。并且随着语音识别、智能交通、物联网等应用的快速发展，为用户提供全球随时随地的网络接入和可靠的服务支持已成为网络的发展趋势。

6G通信时代和低轨卫星网络能够为接入用户提供通信与服务支持。卫星网络采用基于ICN的通信模式，卫星节点能够实现数据的缓存和将本地缓存内容感知。采用基于SDN的网络架构以全局管控各类网络资源。

但由于卫星网络的拓扑动态性和星上资源的有限性，这给将任务部署于卫星网络进行计算和处理带来巨大困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星网络任务部署方法和系统，以能够在有效解决将多任务部署于多颗卫星节点进行处理的决策问题前提下，降低任务的处理时延和因任务部署所带来的通信量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种卫星网络任务部署方法，包括：

获取用户任务所需的计算量和缓存量；

根据所述计算量构建任务处理时延模型；所述任务处理时延模型包括任务部署时延模型、任务数据传输时延模型和任务计算时延模型；

根据所述缓存量构建通信量模型；

根据所述任务处理时延模型和所述通信量模型确定效用函数；

获取初始种群；所述初始种群为初始可行解集合；所述初始可行解集合包括多个个体；所述个体为任务部署矩阵；所述任务部署矩阵包括部署位置；

根据所述效用函数确定每一所述个体的适应度，并将所述适应度最高的个体放入下一代种群；

根据所述适应度确定每一所述个体被选中的概率；

根据所述概率对所述个体进行交叉操作和变异操作，分别得到交叉个体和变异个体；所述变异操作为选择所述个体中的一行，将该行中值为1的元素置0，再随机选择该行中的一个元素置1；

判断所述交叉个体是否为可用交叉个体，得到第一判断结果；可用交叉个体为交叉个体中部署位置的卫星计算量和缓存量是否大于所述用户任务所需的计算量和缓存量；

判断所述变异个体是否为可用变异个体，得到第二判断结果；所述可用变异个体为变异个体中部署位置的卫星计算量和缓存量是否大于所述用户任务所需的计算量和缓存量；

若所述第一判断结果为所述交叉个体是可用交叉个体，则将该交叉个体放入下一代种群中；反之，则摒弃该交叉个体；

若所述第二结果为所述变异个体是可用变异个体，则将该变异个体放入下一代种群中；反之，则选择新的个体，并根据所述概率对所述新的个体进行变异操作，得到新的变异个体后，返回“判断所述变异个体是否为可用变异个体，得到第二判断结果”；