CN110311723A - 基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法 - Google Patents
基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110311723A CN110311723A CN201910566951.8A CN201910566951A CN110311723A CN 110311723 A CN110311723 A CN 110311723A CN 201910566951 A CN201910566951 A CN 201910566951A CN 110311723 A CN110311723 A CN 110311723A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- node
- task
- slave
- slave node
- master node
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 33
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 23
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 230000008450 motivation Effects 0.000 claims description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 3
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000004091 panning Methods 0.000 claims description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18517—Transmission equipment in earth stations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，包括如下步骤：主节点针对待卸载任务发起任务协作请求给从节点；基于每个从节点对待卸载任务的初始定价，以最大化每个从节点和主节点的效用函数为目标，主节点和从节点协商确定接收待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理待卸载任务的定价；主节点将待卸载任务卸载给目标从节点；目标从节点对待卸载任务进行协作处理，并将处理完成后的任务回传至所述主节点。本发明以最大化个体效用函数为目标，建立买家‑卖家博弈模型，通过主、从节点之间的定价协商，获得最优的定价策略和所需处理任务的分配方案，可以降低方法的实现复杂度，实现节点的分布式决策。
Description
技术领域
本发明涉及深空探测领域，特别涉及基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法。
背景技术
随着空间业务传输和处理需求的不断增长，为了减小传输和处理的时延，提高航天员的用户体验，需要对虚拟化的服务链进行优化。为了满足航天员在舱内和舱外活动的不同业务需求，《国际深空互操作通信系统标准(草案)》给出月球空间站内部和外部的无线网络标准建议，采用IEEE 802.11和LTE Release 13，从而满足不同的业务服务质量(Quality ofService，QoS)。同时，借助边缘计算的思想，通过将任务卸载到本地云，可以有效地共享计算资源，从而提高信息处理的速度。
近年来，无线网络中的计算卸载问题得到广泛关注。在无线通信环境，尤其是地面系统中，需要考虑影响卸载效率的关键因素是蜂窝的通信成本和局域网的覆盖范围；而在月球空间站无线网络中，实现移动云计算则面临诸多挑战，如用户的移动性、能量约束、网络连通性以及传输延时等，且将任务卸载到地球站的设备难以提供实时的计算服务。但是，考虑到终端的计算、存储、能量等资源往往受限，在月球空间站无线网络中不得不对任务进行卸载。因此，月球空间站的发展将与移动云计算紧密相连，以实现空间图像、视频、语音等不同业务的即时压缩、分析、处理等，进而为基于增强现实的在轨操作奠定基础。
月球空间站无线网络存在天地大回路，终端产生的业务如果通过月球空间站回传至地面处理将会产生较大的时延，为了支持提高业务处理的实时性，需要在不借助地面基础设施的情形下，使月球空间站无线网络中的终端可以将其任务卸载至附近其他设备进行协作处理。因此，综合考虑通信和计算成本，实现终端任务卸载和计算资源分配，是必须解决的关键技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于定价策略的月球空间站计算资源分配方法，以解决未来月球空间站网络中节点任务处理实时性低的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供了基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，用于月球空间站通信系统中终端间任务的协作处理，记发起任务协作请求的终端为主节点，接收任务协作请求的终端为从节点，所述方法包括如下步骤：所述主节点针对待卸载任务发起任务协作请求；若干所述从节点接收所述任务协作请求；基于每个所述从节点对所述待卸载任务的初始定价，每个所述从节点以最大化其效用函数为目标，所述主节点以最大化其效用函数为目标，所述主节点和从节点协商确定接收所述待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理所述待卸载任务的定价；所述主节点将所述待卸载任务卸载给所述目标从节点；所述目标从节点对所述待卸载任务进行协作处理，并将处理完成后的任务回传至所述主节点。
较佳地，所述所述主节点和从节点协商确定接收所述待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理所述待卸载任务的定价的方法具体为：基于所述主节点的效用函数建立所述主节点的优化问题；基于所述从节点的效用函数建立所述从节点的优化问题；将所述主节点的优化问题和所述从节点的优化问题构成基于买家-卖家博弈的优化问题，所述基于买家-卖家博弈的优化问题的目标是寻找买家和卖家双方都不存在背离动机的斯坦伯格均衡点。
较佳地，所述主节点的效用函数为：
其中，为从节点集合，从节点的个数为Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，p＝[p1,…,ps,…,pS]T为主节点支付给从节点的价格向量，ps为第s个从节点处理单位长度任务的定价，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，为主节点卸载任务所需的传输时延，μs为主节点将任务卸载给从节点s所能获得的收益。
较佳地，主节点将任务卸载给从节点s所能获得的收益具体计算方法为：
μs＝Zslog2(1+Lin,s)
其中，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度。
较佳地，为了最大化所述主节点的效用函数，建立所述主节点的优化问题为：
其中，为主节点的效用函数，为主节点卸载任务所需的传输时延，为主节点与月球空间站通信的上行发射功率，Qth,m为主节点与月球空间站通信的能量阈值，为主节点电路本身的功率消耗，为主节点消耗的功率阈值，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，Wtotal为主节点所需要处理的总任务量。
较佳地，所述从节点的效用函数为：
其中，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，p＝[p1,…,ps,…,pS]T为主节点支付给从节点的价格向量，ps为第s个从节点处理单位长度任务的定价，为从节点s处理长度为Lin,s的任务所需的计算成本，bs是从节点s单位时间的计算成本，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，为从节点采用无线网络的通信成本，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，为从节点回传处理完成的任务所需的传输时延， 是从节点在网络中所能获得的传输速率，Lout,s为从节点处理完成的任务的长度。
较佳地，为了最大化所述从节点的效用函数，建立所述从节点的优化问题为：
其中，为从节点的效用函数，为从节点回传处理完成的任务所需的传输时延， 是从节点在网络中所能获得的传输速率，Lout,s为为从节点处理完成的任务的长度，为从节点与月球空间站通信的上行发射功率，为从节点s计算所消耗的能量，λs为从节点s单位时间内计算消耗的能量，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，Qth,s为从节点与月球空间站通信的能量阈值，为从节点消耗的功率阈值，Ps为从节点处理主节点任务时所给出售价。
较佳地，所述月球空间站是运行于共线地月平动点周围的Halo轨道上的人工建造和维护的基础设施。
较佳地，所述终端包括航天员的通讯设备、可穿戴设备、传感器、空间站库存标签。
较佳地，所述任务包括对摄像机图像的压缩和解压缩、对有效载荷数据、摄像机图像、用于监控的无线传感信息、基于RFID的库存信息的分析和挖掘。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
1、发明实施例以最大化个体效用函数为目标，建立买家-卖家博弈模型，通过主、从节点之间的定价协商，获得最优的定价策略和所需处理任务的分配方案，可以降低方法的实现复杂度，实现节点的分布式决策。
2、本发明实施例针对月球空间站通信系统特点，综合考虑终端计算能力受限的约束，通过无线网络提升终端的相互协作能力。
3、本发明实施例给出了一种基于非同一定价策略的任务卸载方法，实现主节点业务的实时处理，降低空间业务转发至地面处理所引起的时延。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1为本发明实施例基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法流程图；
图2为本发明实施例基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法中节点定价协商示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明提供的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
月球空间站无线网络可以实现不同类型终端设备的资源共享，通过无线网络将终端设备连接起来，形成一个本地自组织云。在空间活动和探测过程中，终端设备将会产生不同类型的业务，终端设备包括航天员的通讯设备、可穿戴设备、传感器、空间站库存标签等。为了表述方便，以下说明中，将作为任务请求发起方的终端设备称为主节点，作为任务请求接收方的设备终端称为从节点，从节点为主节点提供服务。其中，主节点的任务可以进行拆分，并卸载给从节点进行处理，主节点和从节点可通过月球空间站无线网络(LTE、WiFi、蓝牙、RFID等)进行通信。
本实施例的月球空间站是运行于共线地月平动点周围的Halo轨道上的人工建造和维护的基础设施，具有居住能力，支持一组(不低于4人)航天员的舱内和舱外活动。月球空间站可以与地球以及月球表面进行通信，从而为月球正面、月球背面、以及月球极地区域进行科研探索活动。
月球空间站的无线通信系统包含支持LTE Release 13协议的eNodeB、支持802.11n/ac协议的接入点、蓝牙(经典蓝牙+低功耗蓝牙)网关、射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)系统，用于不同类型终端的接入和访问，并可以在月球空间站内部和外部实现无线网络扩展。其中，支持LTE Release 13协议的eNodeB部署在许可频带内，用于为关键应用提供高质量的服务；支持802.11n/ac协议的接入点、蓝牙(经典蓝牙+低功耗蓝牙)网关部署在非许可频带(2.4GHz/5GHz)内、RFID使用902-928MHz ISM频带，用于为非关键应用提供可靠服务。
由于空间设备的计算、通信、能量资源受限，干扰管理、传输时延的约束，以及移动设备数量的不断增加，本发明实施例采用分布式决策算法对计算资源进行优化，具有更强的灵活性和实时性：一方面，保证主节点以尽可能低的成本获取从节点的计算资源，实现任务卸载；另一方面，保证从节点以尽可能低的运营成本提供计算资源，实现其收益的最大化。
本发明实施例提供的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，适用月球空间站通信系统中终端业务的协作处理。记发起任务协作请求的终端为主节点，接收任务协作请求的终端为从节点，主节点为计算资源的买家，从节点为计算资源的卖家，月球空间站的无线网络为主节点和从节点的信息交互提供媒介。作为买家，主节点需要支付相应的报酬来激励卖家的参与，从而最大化卖家的收益。
具体地，请参考图1和图2，该方法包括如下步骤：
S1：主节点针对待卸载任务发起任务协作请求；
这里，待卸载的任务包括对摄像机图像的压缩和解压缩、有效载荷数据、摄像机图像、用于监控的无线传感信息、基于RFID的库存信息的分析和挖掘等。
S2：若干从节点接收任务协作请求；
S3：基于每个从节点对待卸载任务的初始定价，每个从节点以最大化其效用函数为目标，主节点以最大化其效用函数为目标，主节点和从节点协商确定接收待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理待卸载任务的定价；
具体地，主节点和从节点协商确定接收待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理待卸载任务的定价的方法具体为：
S31：基于所述主节点的效用函数建立所述主节点的优化问题；
假设网络中主节点的集合为主节点的个数为从节点集合为从节点的个数为
考虑到任务卸载过程中的收益和成本，主节点的效用函数可以建模为：
其中，为从节点集合，从节点的个数为Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，p＝[p1,…,ps,…,pS]T为主节点支付给从节点的价格向量，ps为第s个从节点处理单位长度任务的定价，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，为主节点卸载任务所需的传输时延，μs为主节点将任务卸载给从节点s所能获得的收益，μs＝Zslog2(1+Lin,s)，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力。
考虑到移动设备的发射功率受限等因素的约束，为了获得最优的任务分配结果Lin *，可以建立主节点的优化问题为：
其中，为主节点的效用函数，为主节点与月球空间站通信的上行发射功率，为主节点卸载任务所需的传输时延，Qth,m为主节点与月球空间站通信的能量阈值，为主节点电路本身的功率消耗，为主节点消耗的功率阈值，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，Wtotal为主节点所需要处理的总任务量。
上述式(2a)是传输数据时对所消耗的能量约束；式(2b)为对发射功率的约束；式(2c)为对主节点所需卸载的任务总量的约束；式(2d)为对任务量的非负性的约束；式(2e)为对主节点发射功率的非负性的约束。
S32：基于所述从节点的效用函数建立所述从节点的优化问题；
这里，无线网络中从节点的效用函数可以表示为：
其中，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，p＝[p1,…,ps,…,pS]T为主节点支付给从节点的价格向量，ps为第s个从节点处理单位长度任务的定价，为从节点s处理长度为Lin,s的任务所需的计算成本，bs是从节点s单位时间的计算成本，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，为从节点采用无线网络的通信成本，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，为从节点回传处理完成的任务所需的传输时延， 是从节点在网络中所能获得的传输速率，Lout,s为从节点处理完成的任务的长度。
同样，考虑到节点的能耗约束，为了最大化从节点的效用函数，则可以将从节点的优化问题分别建立为：
其中，为从节点的效用函数，为从节点回传处理完成的任务所需的传输时延，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，是从节点在网络中所能获得的传输速率，Lout,s为从节点处理完成的任务的长度，为从节点与月球空间站通信的上行发射功率，为从节点s计算所消耗的能量，λs为从节点s单位时间内计算消耗的能量，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，Qth,s为从节点与月球空间站通信的能量阈值，，为从节点消耗的功率阈值，Ps为从节点处理主节点任务时所给出售价。
上述式(4a)为对月球空间站无线网络中从节点的能量的约束；式(4b)为对从节点发射功率的约束；式(4c)为对从节点处理主节点任务时所给出售价的非负性约束。
S33：将所述主节点的优化问题和所述从节点的优化问题构成基于买家-卖家博弈的优化问题，所述基于买家-卖家博弈的优化问题的目标是寻找买家和卖家双方都不存在背离动机的斯坦伯格均衡点。
优化问题(2)和(4)构成基于买家-卖家博弈的优化问题。该博弈的目标是寻找买家和卖家双方都不存在背离动机的斯坦伯格均衡点。
进一步地，由于问题(2)和(4)是凸优化问题，所以，通过KKT条件可以获得问题的全局最优解，即斯坦伯格均衡点。
首先，定义问题(2)的拉格朗日函数：
其中，αm,βm,γ为拉格朗日乘子，αm≥0,βm≥0,γ≥0。
令可以得到主节点的最优任务分配量为：
需要说明的是，Lin,s *(ps)是定价ps的函数。
同理，定义问题(4)的拉格朗日函数
其中，ηs,ξs为拉格朗日乘子，ηs≥0,ξs≥0。
令可以得到基于主节点所分配的任务量，从节点所给出的最优定价，为
其中，
在具体的实现过程中，通过设置初始的拉格朗日乘子和定价，主节点的决策(式(6))以及从节点的策略(式(8))将经过数轮迭代后收敛到均衡点上。
S4：所述主节点将所述待卸载任务卸载给所述目标从节点；
S5：所述目标从节点对所述待卸载任务进行协作处理，并将处理完成后的任务回传至所述主节点。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，用于月球空间站通信系统中终端间任务的协作处理，记发起任务协作请求的终端为主节点，接收任务协作请求的终端为从节点，所述方法包括如下步骤：
所述主节点针对待卸载任务发起任务协作请求；
若干所述从节点接收所述任务协作请求；
基于每个所述从节点对所述待卸载任务的初始定价，每个所述从节点以最大化其效用函数为目标，所述主节点以最大化其效用函数为目标，所述主节点和从节点协商确定接收所述待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理所述待卸载任务的定价；
所述主节点将所述待卸载任务卸载给所述目标从节点；
所述目标从节点对所述待卸载任务进行协作处理，并将处理完成后的任务回传至所述主节点。
2.根据权利要求1所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，所述所述主节点和从节点协商确定接收所述待卸载任务的目标从节点，并确定该从节点协作处理所述待卸载任务的定价的方法具体为：
基于所述主节点的效用函数建立所述主节点的优化问题；
基于所述从节点的效用函数建立所述从节点的优化问题；
将所述主节点的优化问题和所述从节点的优化问题构成基于买家-卖家博弈的优化问题，所述基于买家-卖家博弈的优化问题的目标是寻找买家和卖家双方都不存在背离动机的斯坦伯格均衡点。
3.根据权利要求2所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，所述主节点的效用函数为：
其中，为从节点集合，从节点的个数为Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，p＝[p1,…,ps,…,pS]T为主节点支付给从节点的价格向量，ps为第s个从节点处理单位长度任务的定价，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，为主节点卸载任务所需的传输时延，μs为主节点将任务卸载给从节点s所能获得的收益。
4.根据权利要求3所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，主节点将任务卸载给从节点s所能获得的收益具体计算方法为：
μs＝Zslog2(1+Lin,s)
其中，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度。
5.根据权利要求3所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，为了最大化所述主节点的效用函数，建立所述主节点的优化问题为：
其中，为主节点的效用函数，为主节点卸载任务所需的传输时延，为主节点与月球空间站通信的上行发射功率，Qth,m为主节点与月球空间站通信的能量阈值，为主节点电路本身的功率消耗，为主节点消耗的功率阈值，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，Wtotal为主节点所需要处理的总任务量。
6.根据权利要求2所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，所述从节点的效用函数为：
其中，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，p＝[p1,…,ps,…,pS]T为主节点支付给从节点的价格向量，ps为第s个从节点处理单位长度任务的定价，为从节点s处理长度为Lin,s的任务所需的计算成本，bs是从节点s单位时间的计算成本，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，为从节点采用无线网络的通信成本，λw为月球空间站无线网络中单位时间内的通信成本，Ts w为从节点回传处理完成的任务所需的传输时延， 是从节点在网络中所能获得的传输速率，Lout,s为从节点处理完成的任务的长度。
7.根据权利要求6所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，为了最大化所述从节点的效用函数，建立所述从节点的优化问题为：
其中，为从节点的效用函数，Ts w为从节点回传处理完成的任务所需的传输时延， 是从节点在网络中所能获得的传输速率，Lout,s为为从节点处理完成的任务的长度，为从节点与月球空间站通信的上行发射功率，为从节点s计算所消耗的能量，λs为从节点s单位时间内计算消耗的能量，Zs是从节点s单位时间处理数据的能力，Lin＝[Lin,1,…,Lin,s,…,Lin,S]T为主节点卸载给从节点的任务的长度向量，Lin,s为主节点卸载给第s个从节点的任务的长度，Qth,s为从节点与月球空间站通信的能量阈值，Ps max为从节点消耗的功率阈值，Ps为从节点处理主节点任务时所给出售价。
8.根据权利要求1所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，所述月球空间站是运行于共线地月平动点周围的Halo轨道上的人工建造和维护的基础设施。
9.根据权利要求1所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，所述终端包括航天员的通讯设备、可穿戴设备、传感器、空间站库存标签。
10.根据权利要求1所述的基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法，其特征在于，所述任务包括对摄像机图像的压缩和解压缩、对有效载荷数据、摄像机图像、用于监控的无线传感信息、基于RFID的库存信息的分析和挖掘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910566951.8A CN110311723B (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910566951.8A CN110311723B (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110311723A true CN110311723A (zh) | 2019-10-08 |
| CN110311723B CN110311723B (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=68076713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910566951.8A Active CN110311723B (zh) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110311723B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112822769A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-18 | 上海航天测控通信研究所 | 一种基于能效最优的月球空间站功率分配方法及装置 |
| CN113934579A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-14 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备 |
| CN114079882A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-22 | 广东工业大学 | 多无人机协同计算与路径控制的方法及装置 |
| CN115133972A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-09-30 | 重庆邮电大学 | 一种卫星系统任务调度及卸载方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1856760A (zh) * | 2003-04-21 | 2006-11-01 | Vg游戏有限公司 | 从天文事件生成随机数的系统和方法 |
| KR101314119B1 (ko) * | 2009-07-02 | 2013-10-04 | 한국전자통신연구원 | 티브이 화이트 스페이스를 이용한 스마트 유틸리티 네트워크 통신 방법 및 이를 위한 장치 |
| US20160373527A1 (en) * | 2004-06-08 | 2016-12-22 | Covia Labs, Inc. | System Method and Model for Social Synchronization Interoperability Among Intermittently Connected Interoperating Devices |
| CN107294593A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-10-24 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 基于geo 骨干中继的深空下行链路多跳传输方法及系统 |
| CN107346511A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-14 | 贵州数据宝网络科技有限公司 | 一种大数据安全交易方法 |
-
2019
- 2019-06-27 CN CN201910566951.8A patent/CN110311723B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1856760A (zh) * | 2003-04-21 | 2006-11-01 | Vg游戏有限公司 | 从天文事件生成随机数的系统和方法 |
| US20160373527A1 (en) * | 2004-06-08 | 2016-12-22 | Covia Labs, Inc. | System Method and Model for Social Synchronization Interoperability Among Intermittently Connected Interoperating Devices |
| KR101314119B1 (ko) * | 2009-07-02 | 2013-10-04 | 한국전자통신연구원 | 티브이 화이트 스페이스를 이용한 스마트 유틸리티 네트워크 통신 방법 및 이를 위한 장치 |
| CN107294593A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-10-24 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 基于geo 骨干中继的深空下行链路多跳传输方法及系统 |
| CN107346511A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-14 | 贵州数据宝网络科技有限公司 | 一种大数据安全交易方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112822769A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-18 | 上海航天测控通信研究所 | 一种基于能效最优的月球空间站功率分配方法及装置 |
| CN113934579A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-14 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备 |
| CN113934579B (zh) * | 2021-10-11 | 2022-05-17 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种短距离单信号传输网络的硬件检测方法及设备 |
| CN114079882A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-22 | 广东工业大学 | 多无人机协同计算与路径控制的方法及装置 |
| CN114079882B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-04-05 | 广东工业大学 | 多无人机协同计算与路径控制的方法及装置 |
| CN115133972A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-09-30 | 重庆邮电大学 | 一种卫星系统任务调度及卸载方法 |
| CN115133972B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-06-27 | 重庆邮电大学 | 一种卫星系统任务调度及卸载方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110311723B (zh) | 2022-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110311723B (zh) | 基于定价策略的月球空间站通信系统计算资源分配方法 | |
| CN111586696B (zh) | 一种基于多智能体架构强化学习的资源分配及卸载决策方法 | |
| CN110336861B (zh) | 基于双层无人机的移动边缘计算系统的卸载任务分配方法 | |
| Tang et al. | Task number maximization offloading strategy seamlessly adapted to UAV scenario | |
| CN107249217A (zh) | 自组织移动云网络的联合任务卸载和资源分配方法 | |
| CN107295109A (zh) | 自组织网络云计算中的任务卸载与功率分配联合决策方法 | |
| Kang et al. | Cooperative UAV resource allocation and task offloading in hierarchical aerial computing systems: A MAPPO-based approach | |
| CN108009024A (zh) | Ad-hoc云环境中分布式博弈任务卸载方法 | |
| Long et al. | Energy-efficient offloading in mobile edge computing with edge-cloud collaboration | |
| Tham et al. | Stochastic programming methods for workload assignment in an ad hoc mobile cloud | |
| WO2022242468A1 (zh) | 任务卸载方法、调度优化方法和装置、电子设备及存储介质 | |
| Huda et al. | Deep reinforcement learning-based computation offloading in uav swarm-enabled edge computing for surveillance applications | |
| Jung et al. | Adaptive and stabilized real-time super-resolution control for UAV-assisted smart harbor surveillance platforms | |
| CN112654058A (zh) | D2d多播网络中的移动边缘计算卸载与资源分配算法 | |
| Feng et al. | UAV-assisted wireless relay networks for mobile offloading and trajectory optimization | |
| Shah et al. | A compendium of radio resource management in UAV-assisted next generation computing paradigms | |
| CN116600344A (zh) | 一种具有电力成本差异的多层mec资源卸载方法 | |
| CN113821346B (zh) | 基于深度强化学习的边缘计算中计算卸载与资源管理方法 | |
| Gupta et al. | Lifetime maximization in mobile edge computing networks | |
| Taimoor et al. | Holistic resource management in UAV-assisted wireless networks: An optimization perspective | |
| Tayade et al. | Delay constrained energy optimization for edge cloud offloading | |
| Tout et al. | UAV-assisted multi-tier computing framework for IoT networks | |
| Liu et al. | Learning-based multi-UAV assisted data acquisition and computation for information freshness in WPT enabled space-air-ground PIoT | |
| Lyu et al. | Multi-leader multi-follower Stackelberg game based resource allocation in multi-access edge computing | |
| CN113783959A (zh) | 一种车联网联合优化计算任务卸载比率和资源分配方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |