一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构制造技术

本发明专利技术涉及一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，包括主同步模块、资源编排模块、迁移决策模块、调度管理模块、从同步模块、服务控制模块、调度实施模块、边缘计算系统；主同步控制模块与迁移决策模块联通，迁移决策模块与资源编排模块联通，迁移决策模块与调度管理模块联通；从同步控制模块与服务控制模块联通，服务控制模块与资源编排模块联通；服务控制模块与调度实施模块联通，从同步控制模块与主同步控制模块联通，调度管理模块与调度实施模块联通；该调度架构优化和提升低轨星座宽带网络边缘计算架构的性能，可以应对低轨星座宽带网络拓扑和用户流量的高动态变化，保障了用户所需服务的连续性，实现了高质量的网络服务。实现了高质量的网络服务。实现了高质量的网络服务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构


[0001]本专利技术属于卫星通信
，具体涉及一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构。

技术介绍

[0002]由于移动互联网和通信技术的飞速发展，全球的智能设备的增长规模急速扩大，传统的通信网络以及移动设备的处理能力已经无法满足人民日益增长的数据需求。
[0003]现有的地面移动通信覆盖技术，用户服务只能在某一区域获取，并且受到外界环境和通信技术的影响，地面通信网络的信号覆盖率占比为全球总面积的20％左右。近些年来越来越多的国家将战略转移到了卫星上，由于卫星通信的信号覆盖范围远远大于地面网络中的基站，并且卫星网络正在进入空天地综合信息传输网络的时代，其特点是全球覆盖、低时延和大宽带。
[0004]同时，新兴业务发展迅速，例如AR/VR等业务，需要将复杂的数据处理过程下沉到离用户很近的边缘，将大部分耗能设备安置在边缘服务器，为用户提供优质的服务体验。然而，由于海量的终端用户分布不均且部分区域数据量非常庞大，传统的云计算模式已经无法高效处理用户的请求并且能耗、带宽、安全及实时性方面的问题得不到保障，这迫切需要将流量进行分流，而移动边缘计算(MEC)以低延迟、负载均衡、高效处理等特点，得到了越来越多的关注。
[0005]卫星通信和边缘计算可以实现完美的契合，通过将边缘计算服务器部署在卫星上，使卫星具有计算与存储资源的能力，然后与后端云数据中心相互配合，加速终端用户在网络中的各种服务项目的快速下载与上传，并且提供就近服务。这大大的降低了响应时延以及节省了带宽和消耗，满足了终端用户丰富的业务应用需求。同时，结合目前业界主流的一些边缘计算框架以及利用无线接入网，可以提供基于位置的服务、本地化服务和一些动态的实时服务等。
[0006]卫星边缘计算的网络架构中由三层空间段组成，具体包括：地面终端及设备为用户层，低轨卫星为边缘计算处理层，地球同步轨道卫星为控制中心层。此种架构模型摒弃了传统的卫星网络只能作为转发网络，将地面提交的请求任务通过卫星直接转发到后端云中心进行处理，没有考虑到数据能够在卫星计算处理的特点。进一步，在卫星上进行数据处理可以降低卫星链路的流量压力，能够显著地减小响应时延，满足了用户对低时延的要求。
[0007]虽然卫星边缘计算的网络架构具有巨大的潜在优势，但同时低轨卫星是高速运动的，星座网络拓扑会有周期性的变化，部署在卫星上的边缘计算服务器的移动性管理是新架构的一项关键问题。低轨卫星的高速移动会导致MEC网络中的业务迁移或中断，它加快了业务迁移和切换的频率，频繁的迁移会带来大量资源的浪费且服务质量会下降，影响了整个卫星通信网络的稳定性。
[0008]因此，迫切需要一种技术来统一管理并记录卫星的状态以及当卫星拓扑在某一时刻与控制中心断开时，它能够进行自主的工作，进而为地面用户提供持续的服务。

技术实现思路

[0009]为了解决现有通信技术缺乏统一管理并记录卫星的状态以及当卫星拓扑在某一时刻与控制中心断开时，它能够进行自主的工作，进而为地面用户提供持续服务的问题。
[0010]本专利技术所述的一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，包括全局控制层和服务实施层，所述全局控制层包括主同步模块、资源编排模块、迁移决策模块、调度管理模块；所述主同步控制模块与迁移决策模块联通，所述迁移决策模块与资源编排模块联通，所述迁移决策模块与调度管理模块联通；所述服务实施层包括从同步模块、服务控制模块、调度实施模块、边缘计算系统，所述从同步控制模块与服务控制模块联通，服务控制模块与资源编排模块联通；服务控制模块与调度实施模块联通，所述从同步控制模块与主同步控制模块联通，所述调度管理模块与调度实施模块联通。
[0011]进一步的，所述全局控制层设置于高轨卫星上。
[0012]进一步的，所述服务实施层服务实施层部署在低轨卫星上。
[0013]进一步的，所述边缘计算系统包括计算模块、存储模块、网络模块。
[0014]本专利技术提供的这种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，通过增加全局控制层、服务实施层，进一步优化和提升低轨星座宽带网络边缘计算架构的性能，可以应对低轨星座宽带网络拓扑和用户流量的高动态变化，有效地降低任务处理时延和带宽消耗，保障了用户所需服务的连续性，实现了高质量的网络服务。
[0015]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0016]图1是基于边缘计算的卫星通信服务调度架构示意图一。
[0017]图2是基于边缘计算的卫星通信服务调度架构示意图二。
具体实施方式
[0018]为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“对齐”、“重叠”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0022]实施例1
[0023]本专利技术所述的一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，包括全局控制层和服务实施层两部分；
[0024]全局控制层部署在高轨卫星(Geostationary Earth Orbit，GEO)上，覆盖多个低轨道卫星(Low Earth Orbit，LEO)，GEO卫星借助编排工具对LEO卫星进行信息统一管理与服务调度，对整个卫星网络进行集群控制及调度。另外，GEO卫星相对固定于地面，便于地面控制中心对空间边缘云进行管理和控制。
[0025]服务实施层部署在低轨卫星LEO上，LEO卫星作为地面终端接入层的直接实施者，为地面终端用户提供服务。同时，LEO卫星作为边缘节点，部署了虚拟化资源以及从控制模块，可以对边缘节点信息进行统计，通过卫星平台将信息相互共享，达到边缘协作的模式。
[0026]全局控制层是卫星服务调度架构的控制核心，由各类面向应用的子模块构成，包括主同步模块、资源编排模块、迁移决策模块、调度管理模块；通过南向接收来自服务实施层的数据后，经过统计分析生成决策机制，并借助网络智能化、轻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，其特征在于：包括全局控制层和服务实施层，所述全局控制层包括主同步模块、资源编排模块、迁移决策模块、调度管理模块；所述主同步控制模块与迁移决策模块联通，所述迁移决策模块与资源编排模块联通，所述迁移决策模块与调度管理模块联通；所述服务实施层包括从同步模块、服务控制模块、调度实施模块、边缘计算系统，所述从同步控制模块与服务控制模块联通，服务控制模块与资源编排模块联通；服务控制模块与调度实施模块联通，所述从同步控制模块与主同步控制模块联通，所述调度管理模块与调度实施模块联通。2.如权利要求1所述的一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，其特征在于：所述全局控制层设置于高轨卫星上。3.如权利要求1所述的一种基于边缘计算的卫星通信服务调度架构，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树磊，童冲，杜剑波，樊毅，
申请(专利权)人：天元瑞信通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：