一种面向星地协同边缘网络的数字孪生架构制造技术

本发明专利技术公开了一种面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，属于卫星互联网中的网络仿真和智能管理领域。本发明专利技术提出的星地协同边缘网络的数字孪生架构，将无人机等终端设备及卫星等边缘设备的运行状态、资源状态、关联状态通过切片化的馈电线路回传，在信关站侧建立数据层、模型层、决策层一体化的数字孪生模型。基于该架构，面向星地协同模型训练任务，利用区块链技术实现模型的训练和聚合。该架构实现了星地协同边缘网络的全生命周期管理，通过实时仿真和优化决策，提升了卫星网络的数字化和智能化水平，提高网络的仿真精度、实时性和资源利用效率，确保卫星网络在复杂动态环境中的高效稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术应用于卫星互联网领域，特别是数字孪生(dt)技术的应用。利用数字孪生技术构建一个与实际星地协同网络高度一致的虚拟仿真环境，实时监测和模拟卫星网络运行状态，并进行智能资源分配决策，提升了卫星网络的数字化和智能化水平，提高了网络的仿真精度、实时性和资源利用效率。

技术介绍

1、随着卫星通信技术的快速发展，星地协同边缘网络逐渐成为实现全球通信覆盖和高效数据传输的重要手段。星地协同网络利用卫星和地面设备的协同工作，提供广泛的网络覆盖和灵活的数据处理能力。然而，传统的网络仿真技术主要依赖于静态模型和离线计算，难以实时反映网络的动态变化和复杂行为。这种方法无法充分捕捉网络在不同时间和空间维度上的复杂动态特性，导致仿真结果与实际网络状况存在较大偏差。此外，传统仿真技术在优化决策方面也存在明显不足，缺乏对实时数据的处理和响应能力，无法有效应对复杂多变的网络环境和资源管理需求，导致网络资源利用效率低下。

2、为应对5g网络面临的挑战，与物联网、云计算、人工智能等技术融合数字孪生网络应运而生。数字孪生网络通过实时数据采集、模型构建和智能决策，将物理系统与本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：面向数字孪生模型训练任务，卫星需要完成边缘计算和孪生数据同步两项任务：第一项任务是，卫星对上传的任务数据进行处理，完成本地模型的初步训练，同时，卫星作为区块链节点需要在共识过程中进行数字孪生模型参数的传播，并进行区块的交叉验证，完成全局数字孪生模型的聚合；第二项任务是，卫星将自身以及UAVs的孪生数据传输至信关站，辅助后续数字孪生模型构建和资源分配决策，确保资源利...

【技术特征摘要】

1.一种面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：面向数字孪生模型训练任务，卫星需要完成边缘计算和孪生数据同步两项任务：第一项任务是，卫星对上传的任务数据进行处理，完成本地模型的初步训练，同时，卫星作为区块链节点需要在共识过程中进行数字孪生模型参数的传播，并进行区块的交叉验证，完成全局数字孪生模型的聚合；第二项任务是，卫星将自身以及uavs的孪生数据传输至信关站，辅助后续数字孪生模型构建和资源分配决策，确保资源利用和任务顺利完成。

4.根据权利要求2所述的面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：数字孪生模型层功能包含三方面：

5.根据权利要求2所述的面向星地协同边缘网络的数字孪生架构，其特征在于：数字孪生决策层基于数字孪生模型层中构建的卫星和uavs的数字孪生模型，根据实时任务状态通过决策算法对数字孪生模型进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕朋，韩冉，徐晓斌，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：