【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星网络，尤其涉及一种星载边缘云任务调度方法及系统。
技术介绍
1、目前，地球上的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而构成卫星通信网络，通过卫星在地球上空的轨道运行，提供广域覆盖和全球通信服务。卫星通信网络是一种重要的通信基础设施，被广泛应用于各个领域。
2、现有技术的卫星集群架构通常采用地面站收集来自其覆盖范围内所有用户终端的任务，并将这些任务上传至遥感卫星，遥感卫星在指定区域上空执行遥感任务，卫星将数据就近卸载到下层低轨道卫星星座中的卫星上，卫星与星座的其他低轨卫星协作完成计算任务，完成后，卫星将结果下传到地面站，最终返回地面用户。采用了中心化的控制方案，用户无法直接向卫星发送服务请求，卫星在轨计算任务的发布和结果返回都需要通过地面站。
3、综上，传统的卫星通信网络通常采用中心化架构，即地面站作为网络的中心节点，卫星起到中继和传输作用。这种架构可能导致单点故障和网络脆弱性，一旦地面站发生故障或遭受攻击，则无法向卫星发送服务请求，整个通信网络可能受到影响。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术实施例提供了一种星载边缘云任务调度方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
2、本专利技术的一个方面提供了一种星载边缘云任务调度方法，该方法包括以下步骤：
3、辅控卫星接收所属卫星集群中的待处理任务，并将待处理任务拆分为至少一个子任务，基于预设的调度算法将所述子任务调度至该卫星集群中的各个卫星，所述辅控卫星为由地面
4、基于所述待处理任务中子任务的处理顺序，卫星集群中的各个卫星对子任务进行处理，并使处理得到的数据在卫星集群中的多个卫星之间传递，将最终处理结果反馈至辅控卫星；
5、所述辅控卫星将最终处理结果向地面反馈。
6、采用上述方案，本方案考虑了子任务的依赖关系，设计了任务分解和调度流程，在地面中心云和卫星边缘云集群之间建立高效的通信交互和任务协同机制，以优化资源利用和响应时间，且在本申请的处理过程中，降低了地面端的工作压力，不需要地面端进行子任务的分配，而是通过各个卫星集群的辅控卫星完成子任务的分配，在本方案中即使地面站发生故障或遭受攻击，卫星集群的辅控卫星也可以正常运行，避免整个通信网络受到影响。
7、在本专利技术的一些实施方式中，在由地面的主控节点首先主控节点通信范围的卫星划分为多个卫星集群的步骤中，地面的主控节点获取全部卫星的卫星状态，基于卫星状态将全部的卫星划分至不同的卫星集群。
8、在本专利技术的一些实施方式中，在通过卫星集群中的每个卫星均生成递增事务id，再基于每个卫星的递增事务id确定的步骤中，采用zk选举的方式，基于选举结果确定每个卫星集群中的辅控卫星。
9、在本专利技术的一些实施方式中，基于预设的调度算法将所述子任务调度至该卫星集群中的各个卫星的步骤包括：
10、基于调度算法构建多个预选的子任务调度方案；
11、计算每个预选的子任务调度方案的调度成本；
12、基于所述调度成本确定最终的子任务调度方案。
13、在本专利技术的一些实施方式中，在计算每个预选的子任务调度方案的调度成本的步骤中，基于所述辅控卫星与子任务调度方案中的目标调度卫星的距离确定传输时间成本，基于目标调度卫星的计算资源大小确定子任务在目标调度卫星中的处理时间成本，基于所述传输时间成本和处理时间成本确定调度成本。
14、在本专利技术的一些实施方式中，在基于所述调度成本确定最终的子任务调度方案的步骤中，将预设的成本阈值与每个预选的子任务调度方案的调度成本相比较，确定最终的子任务调度方案。
15、在本专利技术的一些实施方式中，基于所述调度成本确定最终的子任务调度方案的步骤中，基于所述调度成本对子任务调度方案进行排序，构建队列，由高排序位置向低排序位置对队列中的子任务调度方案逐个判断子任务调度方案的子任务与对应的目标调度卫星中的容器是否匹配，将队列中首个每个子任务均匹配成功的子任务调度方案作为最终的子任务调度方案。
16、在本专利技术的一些实施方式中，在基于预设的调度算法将所述子任务调度至该卫星集群中的各个卫星的步骤中，基于所述子任务在待处理任务的工作流中的位置计算每个子任务的优先级，基于子任务的优先级确定子任务的调度顺序。
17、在本专利技术的一些实施方式中，在基于所述子任务在待处理任务的工作流中的位置计算每个子任务的优先级的步骤中，基于如下公式计算子任务的优先级：
18、
19、其中，rank(vi)表示子任务vi的优先级，avg(ti)表示子任务vi在卫星集群中所有卫星上的平均计算时间，表示子任务vi与子任务vi的下一个子任务vi′之间的平均数据传输时间,rank(vi′)表示子任务vi的下一个子任务vi′的优先级。
20、本专利技术的第二方面还提供一种星载边缘云任务调度系统，该系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如前所述方法所实现的步骤。
21、本专利技术的第三方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述星载边缘云任务调度方法所实现的步骤。
22、本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。
23、本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
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1.一种星载边缘云任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在由地面的主控节点首先主控节点通信范围的卫星划分为多个卫星集群的步骤中，地面的主控节点获取全部卫星的卫星状态，基于卫星状态将全部的卫星划分至不同的卫星集群。
3.根据权利要求1所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在通过卫星集群中的每个卫星均生成递增事务ID，再基于每个卫星的递增事务ID确定的步骤中，采用ZK选举的方式，基于选举结果确定每个卫星集群中的辅控卫星。
4.根据权利要求1～3任一项所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，基于预设的调度算法将所述子任务调度至该卫星集群中的各个卫星的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在计算每个预选的子任务调度方案的调度成本的步骤中，基于所述辅控卫星与子任务调度方案中的目标调度卫星的距离确定传输时间成本，基于目标调度卫星的计算资源大小确定子任务在目标调度卫星中的处理时间成本，基于所述传输时间成本和处理时间成本确定调度成本。>
6.根据权利要求4所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在基于所述调度成本确定最终的子任务调度方案的步骤中，将预设的成本阈值与每个预选的子任务调度方案的调度成本相比较，确定最终的子任务调度方案。
7.根据权利要求4所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，基于所述调度成本确定最终的子任务调度方案的步骤中，基于所述调度成本对子任务调度方案进行排序，构建队列，由高排序位置向低排序位置对队列中的子任务调度方案逐个判断子任务调度方案的子任务与对应的目标调度卫星中的容器是否匹配，将队列中首个每个子任务均匹配成功的子任务调度方案作为最终的子任务调度方案。
8.根据权利要求1所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在基于预设的调度算法将所述子任务调度至该卫星集群中的各个卫星的步骤中，基于所述子任务在待处理任务的工作流中的位置计算每个子任务的优先级，基于子任务的优先级确定子任务的调度顺序。
9.根据权利要求8所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在基于所述子任务在待处理任务的工作流中的位置计算每个子任务的优先级的步骤中，基于如下公式计算子任务的优先级：
10.一种星载边缘云任务调度系统，其特征在于，该系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如权利要求1～9任一项所述方法所实现的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种星载边缘云任务调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在由地面的主控节点首先主控节点通信范围的卫星划分为多个卫星集群的步骤中，地面的主控节点获取全部卫星的卫星状态，基于卫星状态将全部的卫星划分至不同的卫星集群。
3.根据权利要求1所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在通过卫星集群中的每个卫星均生成递增事务id，再基于每个卫星的递增事务id确定的步骤中，采用zk选举的方式，基于选举结果确定每个卫星集群中的辅控卫星。
4.根据权利要求1～3任一项所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，基于预设的调度算法将所述子任务调度至该卫星集群中的各个卫星的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在计算每个预选的子任务调度方案的调度成本的步骤中，基于所述辅控卫星与子任务调度方案中的目标调度卫星的距离确定传输时间成本，基于目标调度卫星的计算资源大小确定子任务在目标调度卫星中的处理时间成本，基于所述传输时间成本和处理时间成本确定调度成本。
6.根据权利要求4所述的星载边缘云任务调度方法，其特征在于，在基于所述调度成本确定最终的子任务调度方案的步骤中，将预设的成本阈值与每个预...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢人超，刘天，唐琴琴，黄韬，王乾宇，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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