复合链路节点协同方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种复合链路节点协同方法、装置及系统，在任务发起节点有任务发起时，确定任务发起节点的周边算力节点集合，以及任务发起节点与周边算力节点的节点角色，通过构建以父类节点为中心的协同计算组网，由父类节点在子类节点上完成子算例部署并收集计算结果，反馈给任务发起节点，完成协同计算。基于此，在星间或星地的不确定性协作环境下，根据各空间节点的资源和算力进行合理的任务调配，在提升算力能力的同时降低各空间节点间的交互信息量，降低无线链路资源占用和交互时长，有效地提高协同计算效率。协同计算效率。协同计算效率。

【技术实现步骤摘要】
复合链路节点协同方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种复合链路节点协同方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]卫星星座是指在轨且正常工作的卫星集合，一般是由一定数量的卫星按照一定的方式配置成一个卫星网，常见的卫星星座如北斗卫星星座、GPS卫星星座和伽利略卫星星座等。其中，以卫星运行轨道来划分，卫星星座包括地球静止轨道卫星(GEO Geosynchronous Earth Orbit)、倾斜轨道同步卫星(IGSO Inclined Geosynchronous Satellite Orbit)、中高轨卫星(MEO Medium Earth Orbit)和低轨卫星(LEO Low Earth Orbit)等。巨型星座的发展，对空间网络体系构建带来巨大变革，尤其是以低轨卫星构成的LEO通信卫星星座，具备了覆盖性广、部署灵活、产业拉动作用强等特点。未来新一代的通信、导航和遥感等典型应用，空间态势感知、空间攻防，在轨组装和维护等新型空间应用都对在轨计算提出了新需求。星座的自主管理，星上任务的自主执行是未来空间任务的一大趋势，如空间在轨协同目标观测任务中需要多颗卫星在不完全依赖于地面站的情况下实现自适应协调与任务分配，从而以最小的代价完成最多的观测任务。这要求空间网络能有效进行计算协同。
[0003]其中，空间网络化计算技术利用分散在空间网络中的计算资源共同完成空间计算任务，需要结合空间网络的高动态性和空间计算资源、空间任务的时空不确定性，具有独特的应用场景和设计需求。这需要有效的通信网络协同计算机制，但复合链路即星间链路和星地链路，与地面节点间的链路存在较大的物理差异，传统的地面协同计算机制即集中式调度方案不能满足空间网络中复合链路节点间协同的需要。
[0004]空间网络包括星上节点、空中节点和各类型地面节点。各节点的资源类型包括计算，存储和无线连接资源等。而空间网络的不确定性体现在：第一，星上节点的高移动性导致网络拓扑的高动态性；第二，空中和地面节点可见的卫星数量和卫星可接入时长具有时空动态变化特性；第三，星间链路的建立基于多种因素，包括天线数量，所用频段，链路时延，能耗，可见时长等。星间/星地之间的这种不确定性协作环境导致了空间网络化协同计算不适合采用集中式的调度方案，集中式调度方案在协作节点的选择和任务的分配过程中会存在多种问题，如交互信息量频繁导致占用大量无线链路资源，交互时间长导致不能及时响应突发的空间计算任务请求等。
[0005]由此可见，传统的集中式调度方案无法满足不确定性空间网络复合链路节点协同计算的需求，存在上述的诸多缺陷。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对传统的集中式调度方案无法满足不确定性空间网络复合链路节点协同计算的需求，所存在的缺陷，提供一种复合链路节点协同方法、装置及系统。
[0007]一种复合链路节点协同方法，包括步骤：
[0008]在任务发起节点有任务发起时，确定任务发起节点的周边算力节点集合，以及任
务发起节点与周边算力节点的节点角色；节点角色包括父类节点和子类节点；
[0009]以父类节点为中心，构建包括父类节点和子类节点在内的空间协同计算组网；
[0010]向父类节点发送任务算例集合，以指示父类节点在子类节点上部署子算例并获取子算例的计算结果；
[0011]将各计算结果汇集至任务发起节点，以完成协同计算。
[0012]上述的复合链路节点协同方法，在任务发起节点有任务发起时，确定任务发起节点的周边算力节点集合，以及任务发起节点与周边算力节点的节点角色，通过构建以父类节点为中心的协同计算组网，由父类节点在子类节点上完成子算例部署并收集计算结果，反馈给任务发起节点，完成协同计算。基于此，在星间或星地的不确定性协作环境下，根据各空间节点的资源和算力进行合理的任务调配，在提升算力能力的同时降低各空间节点间的交互信息量，降低无线链路资源占用和交互时长，有效地提高协同计算效率。
[0013]在其中一个实施例中，确定任务发起节点的周边算力节点集合的过程，包括步骤：
[0014]去除不符合任务对应约束条件的协同节点，获得初始的协同计算节点集合；其中，协同节点为可参与协同计算的节点；
[0015]获取任务算例集合对应的分配策略；
[0016]根据各协同节点间的交互参数和预设约束条件优化分配策略，得到最佳策略；
[0017]根据最佳策略选取协同节点构成周边算力节点集合。
[0018]在其中一个实施例中，确定任务发起节点与周边算力节点的节点角色的过程，包括步骤：
[0019]根据交互参数在周边算力节点集合中确定一周边算力节点为父类节点，除父类节点外的周边算力节点为子类节点。
[0020]在其中一个实施例中，在根据各协同节点间的交互参数和预设约束条件优化分配策略的过程之前，还包括步骤：
[0021]更新协同节点间的交互参数。
[0022]在其中一个实施例中，确定任务发起节点与周边算力节点的节点角色的过程，包括步骤：
[0023]将任务发起节点确定为父类节点，将周边算力节点集合内的周边算力节点确定为子类节点。
[0024]在其中一个实施例中，以父类节点为中心，构建包括父类节点和子类节点在内的空间协同计算组网的过程，包括步骤：
[0025]向子类节点发送父类信息，以指示子类节点根据父类信息访问父类节点，获取父类节点的反馈确认，以构建空间协同计算组网。
[0026]一种复合链路节点协同装置，包括：
[0027]角色确定模块，用于在任务发起节点有任务发起时，确定任务发起节点的周边算力节点集合，以及任务发起节点与周边算力节点的节点角色；节点角色包括父类节点和子类节点；
[0028]协同组网模块，用于以父类节点为中心，构建包括父类节点和子类节点在内的空间协同计算组网；
[0029]算例部署模块，用于向父类节点发送任务算例集合，以指示父类节点在子类节点
上部署子算例并获取子算例的计算结果；
[0030]结果汇集模块，用于将各计算结果汇集至任务发起节点，以完成协同计算。
[0031]上述的复合链路节点协同装置，在任务发起节点有任务发起时，确定任务发起节点的周边算力节点集合，以及任务发起节点与周边算力节点的节点角色，通过构建以父类节点为中心的协同计算组网，由父类节点在子类节点上完成子算例部署并收集计算结果，反馈给任务发起节点，完成协同计算。基于此，在星间或星地的不确定性协作环境下，根据各空间节点的资源和算力进行合理的任务调配，在提升算力能力的同时降低各空间节点间的交互信息量，降低无线链路资源占用和交互时长，有效地提高协同计算效率。
[0032]一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，计算机指令被处理器执行时实现上述任一实施例的复合链路节点协同方法。
[0033]上述的计算机存储介质，在任务发起节点有任务发起时，确定任务发起节点的周边算力节点集合，以及任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合链路节点协同方法，其特征在于，包括步骤：在任务发起节点有任务发起时，确定所述任务发起节点的周边算力节点集合，以及所述任务发起节点与所述周边算力节点的节点角色；所述节点角色包括父类节点和子类节点；以所述父类节点为中心，构建包括所述父类节点和所述子类节点在内的空间协同计算组网；向所述父类节点发送任务算例集合，以指示所述父类节点在所述子类节点上部署子算例并获取所述子算例的计算结果；将各所述计算结果汇集至所述任务发起节点，以完成协同计算。2.根据权利要求1所述的复合链路节点协同方法，其特征在于，所述确定所述任务发起节点的周边算力节点集合的过程，包括步骤：去除不符合所述任务对应约束条件的协同节点，获得初始的协同计算节点集合；其中，所述协同节点为可参与协同计算的节点；获取所述任务算例集合对应的分配策略；根据各协同节点间的交互参数和预设约束条件优化所述分配策略，得到最佳策略；根据所述最佳策略选取协同节点构成所述周边算力节点集合。3.根据权利要求2所述的复合链路节点协同方法，其特征在于，所述确定所述任务发起节点与所述周边算力节点的节点角色的过程，包括步骤：根据所述交互参数在所述周边算力节点集合中确定一周边算力节点为父类节点，除所述父类节点外的周边算力节点为子类节点。4.根据权利要求2所述的复合链路节点协同方法，其特征在于，在根据各协同节点间的交互参数和预设约束条件优化所述分配策略的过程之前，还包括步骤：更新所述协同节点间的交互参数。5.根据权利要求1所述的复合链路节点协同方法，其特征在于，所述确定所述任务发起节点与所述周边算力节点的节点角色的过程，包括步骤：将所述任务发起节点确定为父类节点，将所述周边算力节点集合内的周边算力节点确定为子类节点。6.根据权利要求1至5所述的复合链路节点协同方法，其特征在于，所述以所述父类节点为中心，构建包括所述父类节点和所述子类节点在内的空间协同计算组网的过程，包括步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乃金，陈清霞，王厚天，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：