CN110647391A - 面向星地协同网络的边缘计算方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种面向星地协同网络的边缘计算方法及系统，可以实现数据中心为终端设备分配处理计算任务的边缘计算节点；终端设备连接边缘计算节点；当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，并根据边缘计算节点返回的协作响应，确定待处理计算任务中由边缘计算节点处理的第一计算任务；将第一计算任务发送至边缘计算节点，以使边缘计算节点对第一计算任务进行处理。应用本发明，可以充分利用各种设施资源，减轻只能由数据中心处理计算任务的压力，快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。

Description

面向星地协同网络的边缘计算方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种面向星地协同网络的边缘计算方法及系统。
背景技术
目前，地面网络的使用依赖于地面通信基础设施，在城市中，地面通信基础设施建设完善，可以提供通畅的网络通信服务，而在荒岛、沙漠、海上、偏远地区、战地、灾区等特殊场景下，地面通信基础设施难以建设或易受到破坏，导致特殊场景中地面网络覆盖受限，不能提供通畅的网络通信服务。而基于地面网络、卫星网络等多种网络融合构成的星地协同网络，通过卫星网络与地面网络间的连接，将卫星网络作为地面网络的延伸，形成一张覆盖整个地球的立体式网络，由于卫星覆盖范围广泛、受地面因素影响小等优势，克服了地面网络因难以建设或受到破坏带来的覆盖范围受限的问题，可以为用户提供着可靠的网络服务。
目前在星地协同组网下，一般由地面网络的数据中心提供计算服务，组网中的所有计算任务均由地面网络的数据中心执行，会出现数据中心负载过大、特殊场景下网络延时高的问题，无法提供稳定的计算服务。
发明内容
本发明提供一种面向星地协同网络的边缘计算方法及系统，以提供稳定的计算服务。
为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种面向星地协同网络的边缘计算方法，应用于面向星地协同网络的边缘计算系统中的终端设备，所述系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；所述方法包括如下步骤：
向数据中心发送接入信令，以使所述数据中心为所述终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；
接收所述数据中心返回的包含所述第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据所述节点信息，连接所述第一边缘计算节点；
当所述终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向所述第一边缘计算节点发送所述待处理计算任务的协作请求，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息，以使所述第一边缘计算节点根据所述待处理计算任务的任务信息及所述第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；
接收所述第一边缘计算节点返回的协作响应；
若所述协作响应携带接受处理所述待处理计算任务的信息，则获取所述第一边缘计算节点的状态信息、所述第一边缘计算节点与所述终端设备间的第一信道信息、所述第一边缘计算节点与所述数据中心间的第二信道信息，以及所述待处理计算任务的任务信息；
基于所述状态信息、所述第一信道信息、所述第二信道信息以及所述任务信息，确定所述待处理计算任务中由所述第一边缘计算节点处理的第一计算任务；
将所述第一计算任务发送至所述第一边缘计算节点，以使所述第一边缘计算节点对所述第一计算任务进行处理。
为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种面向星地协同网络的边缘计算方法，应用于面向星地协同网络的边缘计算系统中的边缘计算节点，所述系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；所述方法包括：
接收所述终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询所述边缘计算节点自身的任务信息，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息；
根据所述自身的任务信息和所述待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；
若接受处理所述待处理计算任务，则返回携带接受处理所述待处理计算任务的信息的协作响应至所述终端设备，以使所述终端设备向所述边缘计算节点发送第一计算任务，所述第一计算任务为所述终端设备确定的所述待处理计算任务中由所述边缘计算节点处理的计算任务；
接收所述终端设备发送的所述第一计算任务，并对所述第一计算任务进行处理。
为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种面向星地协同网络的边缘计算系统，所述系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；
所述终端设备，用于向数据中心发送接入信令，以使所述数据中心为所述终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；接收所述数据中心返回的包含所述第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据所述节点信息，连接所述第一边缘计算节点；当所述终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向所述第一边缘计算节点发送所述待处理计算任务的协作请求，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息，以使所述第一边缘计算节点根据所述待处理计算任务的任务信息及所述第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；接收所述第一边缘计算节点返回的协作响应；若所述协作响应携带接受处理所述待处理计算任务的信息，则获取所述第一边缘计算节点的状态信息、所述第一边缘计算节点与所述终端设备间的第一信道信息、所述第一边缘计算节点与所述数据中心间的第二信道信息，以及所述待处理计算任务的任务信息；基于所述状态信息、所述第一信道信息、所述第二信道信息以及所述任务信息，确定所述待处理计算任务中由所述第一边缘计算节点处理的第一计算任务；将所述第一计算任务发送至所述第一边缘计算节点，以使所述第一边缘计算节点对所述第一计算任务进行处理；
所述边缘计算节点，用于接收所述终端设备发送的所述待处理计算任务的协作请求，并查询所述边缘计算节点自身的任务信息，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息；根据所述自身的任务信息和所述待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；若接受处理所述待处理计算任务，则返回携带接受处理所述待处理计算任务的信息的协作响应至所述终端设备，以使所述终端设备向所述边缘计算节点发送所述第一计算任务，所述第一计算任务为所述终端设备确定的所述待处理计算任务中由所述边缘计算节点处理的计算任务；接收所述终端设备发送的所述第一计算任务，并对所述第一计算任务进行处理。
本发明实施例提供了一种面向星地协同网络的边缘计算方法及系统，终端设备向数据中心发送接入信令，并根据数据中心返回的信息，连接第一边缘计算节点，当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，并接收第一边缘计算节点返回的协作响应，若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息，基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务；将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。
可见，本发明实施例中，当终端设备的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，可以根据获取到的边缘计算节点的状态信息、各信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由边缘计算节点处理的第一计算任务，并将第一计算任务交由边缘计算节点进行处理。由于边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够将不同的计算任务分担到边缘计算节点进行处理，减轻了只能由数据中心处理计算任务的压力，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。当然，实施本发明的任一产品或方法必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或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的应用于终端设备的边缘计算方法流程图。
图2为本发明实施例提供的一种确定第一计算任务的方法流程图。
图3为本发明实施例提供的另一种面向星地协同网络的应用于终端设备的边缘计算方法流程图。
图4为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的应用于边缘计算节点的边缘计算方法流程图。
图5为本发明实施例提供的另一种面向星地协同网络的应用于边缘计算节点的边缘计算方法流程图。
图6为本发明实施例提供的一种多边缘计算节点协作处理计算任务的方法流程图。
图7为本发明实施例提供的一种卫星边缘计算节点协同任务调度示意图。
图8为本发明实施例提供的一种应用于卫星边缘计算节点的移动性管理方案流程图。
图9为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的应用于终端设备的边缘计算装置结构示意图。
图10为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的应用于边缘计算节点的边缘计算装置结构示意图。
图11为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的边缘计算系统架构示意图。
图12为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的边缘计算系统模块划分示意图。
图13为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的边缘计算系统的计算资源层次关系图。
图14为本发明实施例提供的一种终端设备结构示意图。
图15为本发明实施例提供的一种计算节点结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明拟解决星地协同组网(即星地协同网络)场景下的边缘计算体系架构设计与关键技术问题的研究，主要侧重解决以下三个技术问题：
融合多层次异构计算资源的边缘计算体系架构问题：在星地协同组网场景下，计算资源存在于诸如用户终端集群、通信车集群、低轨卫星网络、数据中心等各种子网络，不同子网络本身的拓扑和通信体制差异很大，并且它们的计算资源呈现出不同特点，如何设计一个新型的边缘计算体系架构，实现多层次、异构的计算资源统一融合，将是本发明需要解决的第一个技术问题。
星地协同组网环境下边缘计算协同卸载与任务调度机制问题：在星地组网场景下，针对卫星计算资源稀缺、星间链路宝贵等问题，围绕用户终端、地面微集群、低轨卫星和数据中心等不同层次的异构特性，如何设计多层次的星地高效计算协同卸载与星间多节点任务调度机制，在满足用户性能需求的同时实现网络整体资源的高效利用，将是本发明需要研究的第二个技术问题。
星地协同组网环境下的边缘计算移动性管理机制问题：星地协同组网与移动网络的最主要区别之一就是卫星处在高速运动中，并且在边缘计算系统中，计算程序也会发生迁移，因此需要不同于移动网络的移动性管理方法。卫星高速运动与计算程序频繁迁移必将对用户体验产生较大影响，因此如何设计面向星地协同组网的执行高效、切换快速并具有预测性的移动性管理方案是本发明要研究的第三个技术问题。
针对上述问题，本发明实施例公开了一种面向星地协同网络的边缘计算方法、装置及系统，以下分别进行详细说明。
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种面向星地协同网络的边缘计算方法流程图，该方法由面向星地协同网络的边缘计算系统中的终端设备执行，系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；本发明实施例提供的技术方案具体包括：
S101：向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点。
S102：接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点。
S103：当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务。
S104：接收第一边缘计算节点返回的协作响应。
S105：若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息。
S106：基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务。
S107：将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。
本发明实施例中，当终端设备的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，可以连接到第一边缘计算节点，根据获取到的状态信息、各信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点计算的第一计算任务，并将第一计算任务交由第一边缘计算节点进行处理。由于第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够将不同的计算任务分担到第一边缘计算节点进行处理，减轻了只能由数据中心处理计算任务的压力，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
本发明实施例中，终端设备，即用户终端，包括移动终端、手持终端、电脑等，终端设备产生的计算任务可以包括视频点播、视频会议、图片识别、传真、通话、定位等。边缘计算节点包括卫星边缘计算节点、地面边缘计算节点、集群边缘计算节点。地面边缘计算节点包括基站等，集群边缘计算节点中集群包括战车集群、战机集群、无人机集群等。计算资源存在于三个地方：终端设备本身、边缘计算节点以及数据中心。卫星、地面基站以及一些自组集群中的节点，本身是不具备计算能力的，通过在这些地方部署相应的边缘计算平台，使其具备了边缘计算的能力。因为这些地方，诸如卫星、基站等都位于网络边缘的地方，所以称其为边缘计算节点。
边缘计算是是一种分散式运算的架构，将原本完全由中心节点处理的应用程序、数据资料与服务的运算等大型服务加以分解，切割成更小与更容易管理的部分，移往网络逻辑上的边缘节点来处理。边缘节点更接近于用户终端装置，可以加快计算任务处理，减少延迟。即利用位于终端设备内部或者靠近终端设备的网络进行任务计算，其核心思想是将云计算平台扩展到网络边缘甚至用户终端本身，为用户提供多层次、异构的计算资源，使用户能够在全球任何位置就近获得计算服务，快速响应用户的计算处理请求，提升用户的服务体验，减少网络冗余流量。
终端设备需要接入星地协同网络才可以进行边缘计算。数据中心会以一定的时间间隙收集各个边缘计算节点的信息，包括链路信息、拓扑信息、计算队列信息等。终端设备在需要接入星地协同网络时，向数据中心发送信令，信令中包括终端设备当前所处位置、信号强弱等信息，数据中心根据收到的终端设备的信令，以及收集到的整个网络中各个边缘计算节点的信息，根据位置距离、信道状态、性能高低等判断此时的终端设备应该接入到哪一个边缘计算节点，然后数据中心向终端设备返回响应指令，终端设备根据指令中的信息连接第一边缘计算节点，当确定第一边缘计算节点后，用户通过该边缘计算节点接入整个星地协同网络，并由该边缘计算节点为终端设备提供边缘计算服务。该边缘计算节点相对于其他计算节点而言，可以更快地响应终端设备的计算处理请求。
当终端设备有计算任务需求而本地计算资源不足以完成计算任务时，向第一边缘计算节点发送协作请求，将待处理计算任务的任务信息(包括比特大小、占用CPU大小等)携带在协作请求中，使得第一边缘计算节点收到任务协作请求后，根据待处理计算任务的任务信息及边缘计算节点自身的任务信息(包括队列信息、链路信息等)，判断是否接受协作请求。
第一边缘计算节点接受协作请求时，获取该边缘计算节点的状态信息、该边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、该边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及终端设备上待处理计算任务的任务信息，其中边缘计算节点的状态信息包括队列信息、链路信息、电池能量信息等，队列信息可以获知边缘计算节点的计算资源占用情况，链路信息可以用于计算边缘计算节点的传输时延和传输能耗；信道信息包括信道增益和信道噪声等；任务信息包括计算任务比特大小、需要占用资源大小等。
基于状态信息、各信道信息以及任务信息，终端设备可以进行计算卸载决策，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务。
将待处理计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对待处理计算任务进行处理，计算任务处理完成后，终端设备可以接收第一边缘计算节点发送的处理结果，也可以通知第一边缘计算节点将计算结果发送到指定位置。
特别的，在进行边缘计算节点选择时，数据中心的判断受终端设备当前所处的位置影响，比如，在城市中心等通信设施完善的地方，为了减少时延，可以选择接入数据中心或者地面基站；在海上、沙漠、荒岛等特殊场景下，选择接入卫星边缘计算节点；在作战、抢险救灾等环境下，终端设备附近有战车、无人机等设施，则选择接入集群边缘计算节点。
特别的，在将第一计算任务发送至第一边缘计算节点之前，本发明实施例提供的方法还包括：
确定待处理计算任务中由终端设备处理的第二计算任务，及由数据中心处理的第三计算任务；
在本地处理第二计算任务，并将第三计算任务及中转第三计算任务的中转信息发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点将第三计算任务转发至数据中心进行处理。
待处理计算任务可以进行拆分，当确定边缘计算节点后，终端设备进行计算卸载决策，决定在终端本地、边缘计算节点和数据中心分别处理多少计算任务，第一计算任务可以是全部待处理计算任务，也可以是部分待处理计算任务。比如一个计算任务所需计算资源很大，终端设备本地处理效率过低，根据计算卸载决策，可以选择将计算任务的80％卸载到边缘计算节点，剩余20％在终端本地处理；或者是将计算任务的60％卸载到数据中心，30％卸载到边缘计算节点，剩余10％在终端本地处理，即将计算任务的30％作为第一计算任务交由第一边缘计算节点进行处理，计算任务的10％作为第二计算任务在终端本地处理，计算任务的60％作为第三计算任务交由数据中心进行处理。交由数据中心处理的计算任务需要终端设备先发送给第一边缘计算节点，再由第一边缘计算节点发送给数据中心。
在本发明实施例的一种实现方式中，S106具体可以通过图2所示的三个步骤实现：
S1061：将待处理计算任务分解为多个计算任务。
S1062：针对各计算任务，基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，分别计算终端设备处理该计算任务的时延和能耗的加权值、第一边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值、数据中心处理该计算任务的时延和能耗的加权值。
S1063：若第一边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值最小，则确定该计算任务为由第一边缘计算节点处理的第一计算任务。
终端设备可以选择将计算任务卸载到边缘计算节点，也可以选择在本地处理，针对这一特性，在星地协同组网环境下进行多层次协同卸载决策过程中，由于计算节点的计算资源及能量资源有限，通过引入全网能耗度量，从星地协同组网优化全局能耗角度出发，研究多域多层次的星地协同边缘计算卸载策略。
以第一边缘计算节点为卫星边缘计算节点为例，假设用户终端存在M个计算任务需要处理，计算任务表示为Ti＝{Ci,Di}，i∈[0,M]，Ci表示计算任务的数据大小，Di表示计算任务的计算量的大小。计算任务可以在本地、卫星边缘计算节点和数据中心进行计算，计算任务i的卸载决策可以表示为ai＝{0,1,2}，0、1、2分别表示本地、卫星边缘计算节点和数据中心，即ai＝0表示计算任务i在本地处理。计算任务卸载到各个位置，一方面存在数据传输时延和计算时延，另一方面会产生传输能耗和计算能耗。最终的目标就是找到计算任务的合适的卸载决策A＝{a1,…ai,…aM}，让时延和能耗都更小。
在终端本地处理时，存在有计算时延
Figure BDA0002219406820000071
F0表示本地的计算能力。本地的能耗包括处理计算任务的能耗E0＝η0Di，η0表示单位计算量需要的能耗。
在卫星边缘计算节点处理时，其时延包括三部分：传输时延、排队时延和计算时延。此时，时延R1表示终端到卫星边缘计算节点的链路状态，F1表示卫星边缘计算节点的计算能力，
Figure BDA0002219406820000073
表示排队时延，Q1表示队列长度，λ1表示终端的新任务到达率。能耗包括传输能耗和计算能耗两个部分，η1表示在卫星边缘计算节点上单位计算量需要的能耗，p0表示终端的发射功率，R1为传输速率，gi为信道增益，σ0为信道噪声，B为信道带宽。
在数据中心处理时，数据中心的时延包括三部分：传输时延、排队时延和计算时延。计算任务的传输过程包括两段，一段是计算任务从终端传输到卫星边缘计算节点，另一段是从卫星边缘计算节点传输到数据中心，此时，时延
Figure BDA0002219406820000081
R1表示终端到卫星边缘计算节点的链路状态，R2表示卫星边缘计算节点到数据中心的链路状态，表示在终端处和卫星处的排队时延，F2表示数据中心的计算能力。对应的，数据中心处理计算任务的能耗为
Figure BDA0002219406820000083
η2表示在数据中心单位计算量需要的能耗，p0表示终端的发射功率，p1表示卫星边缘计算节点的发射功率。
对于无线信道，多个终端设备接入会导致相互之间产生影响，因此，外界接入卫星边缘计算节点的终端设备越多，会影响到R1的速率。此外，终端设备和卫星在发送计算任务时，如果有多个任务需要进行发送，则会产生排队时延，排队时延的长短与要发送计算任务的数量相关，数量越多，时延越大。
将优化目标设为Vi＝μTT+μEE，即时延和能耗的加权之和。每个任务不同的卸载方式，按照上述的公式选择相应的计算方式得出时延和能耗。
最终，可以通过迭代等方式，找到最合适的卸载决策A＝{a1,…ai,…aM}，使得∑Vi最小，即整个系统的时延和能耗都最优，则整体的计算任务就按照得出的结果进行分配。
即针对计算任务i，分别计算终端设备处理该计算任务的时延和能耗的加权值、卫星边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值、数据中心处理该计算任务的时延和能耗的加权值。当得到卫星边缘计算节点处理计算任务i的时延和能耗的加权值最小时，确定计算任务i由卫星边缘计算节点处理；当得到本地处理计算任务i的时延和能耗的加权值最小时，确定该计算任务由终端在本地处理。假设现在有5个计算任务，确定其中3个由卫星边缘计算节点处理，则将这3个计算任务作为第一计算任务发送给卫星边缘计算节点。当然也可以选择将3个计算任务中的一部分发送给卫星边缘计算节点。
应用本发明实施例提供的星地协同边缘计算卸载策略，假设终端设备有计算任务处理需求，通过计算，可以得到终端设备采取不同卸载方式对应的卸载时延和能耗，通过选取全局能耗最小的计算卸载方式，作为最优的计算卸载决策进行计算任务卸载，可以在满足用户体验的同时保证系统消耗的总能量最小，有效地实现系统整体能耗的优化。
基于图1所示实施例，本发明实施例还提供了一种面向星地协同网络的边缘计算方法，如图3所示，该方法可以包括如下步骤：
S301：向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点。
S302：接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点。
S303：当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务。
S304：接收第一边缘计算节点返回的协作响应。
S305：若协作响应携带拒绝处理待处理计算任务的信息，且在信息中识别出允许中转标识，则将待处理计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点将待处理计算任务转发至数据中心进行处理。
S306：将待处理计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对待处理计算任务进行处理。
对于终端设备来说，当有计算任务时，判断终端本地是否能完成计算任务，如果能，直接在终端本地进行计算任务处理，如果不能则请求计算卸载，借助边缘计算节点和数据中心的计算资源完成该任务。
当请求计算卸载时，向第一边缘计算节点发送任务协作请求，将待处理计算任务的任务信息(包括比特大小、占用CPU大小等)携带在协作请求中，使得第一边缘计算节点收到任务协作请求后，根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息(包括队列信息、链路信息等)，判断是否接受任务协作请求。
终端设备在接收第一边缘计算节点返回的任务协作响应后，根据任务协作响应选择卸载方式。
如果任务协作响应携带接受任务协作请求的信息，根据计算卸载策略决定在终端本地、第一边缘计算节点和数据中心分别处理多少计算任务，将待处理计算任务中的第一计算任务和第三计算任务发送给第一边缘计算节点。
如果任务协作响应携带拒绝任务协作请求的信息，即拒绝处理待处理计算任务，此时识别拒绝信息中是否携带允许中转标识，如果识别出允许中转标识，可以选择将全部待处理计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点将全部待处理计算任务转发至数据中心进行处理；也可以选择将部分待处理计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点将部分待处理计算任务转发至数据中心进行处理，剩余部分在终端本地进行处理；还可以选择在本地处理全部计算任务。
如果任务协作响应携带拒绝任务协作请求的信息，且没有识别出允许中转标识，则不向第一边缘计算节点发送计算任务，终端设备之后根据实际情况选择本地计算或者丢弃任务或者其他方式处理计算任务。
本发明实施例提供的方法为终端设备提供多种选择方式来处理计算任务，可以充分利用各种设施资源，快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，提升用户的服务体验。
本发明实施例还提供了另一种面向星地协同网络的边缘计算方法，如图4所示，该方法由面向星地协同网络的边缘计算系统中的边缘计算节点执行，系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；技术方案具体包括：
S401：接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息。
S402：根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务。
S403：若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务。
S404：接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。
本发明实施例中，当边缘计算节点接收到计算任务时，可以根据获取到的自身任务信息和待处理计算任务的任务信息，选择是否接受处理待处理计算任务，并在接受时处理第一计算任务。由于为终端设备提供边缘计算服务的第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够在减轻由数据中心处理计算任务的压力时，快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
边缘计算节点根据自身的任务信息判断计算资源占用情况，得到可用计算资源信息，根据待处理计算任务的任务信息判断可用计算资源是否能够完成计算任务处理，进而选择是否接受处理待处理计算任务。
例如，将边缘计算节点中计算资源总体看做一个CPU，CPU中剩余可用计算资源有100M，此时待处理计算任务需要占用的计算资源小于100M，那么此时边缘计算节点的计算资源能够处理待处理计算任务，则边缘计算节点选择接受处理待处理计算任务。而如果待处理计算任务需要占用的计算资源大于100M，那么此时边缘计算节点的计算资源不足以处理待处理计算任务，则边缘计算节点选择拒绝处理待处理计算任务。在边缘计算节点选择拒绝后，获取自身的电池能量信息及节点与数据中心的信道信息等信息，判断自身是否可以将计算任务发送至数据中心。
若接受处理待处理计算任务，则边缘计算节点返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务；接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。
基于图4所示实施例，本发明实施例还提供了一种面向星地协同网络的边缘计算方法，如图5所示，该方法可以包括如下步骤：
S501：接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息。
S502：根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务。
S503：若拒绝处理待处理计算任务，且为终端设备中转待处理计算任务，则返回携带拒绝处理待处理计算任务的信息及允许中转标识的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送待处理计算任务。
S504：接收待处理计算任务，并转发至数据中心，以使数据中心对待处理计算任务进行处理。
基于图4所示实施例，在该实施例的一种实现方式中，步骤S404具体可以通过图6所示的步骤实现，包括：
S601：获取边缘计算节点自身的计算资源。
S602：判断计算资源是否满足处理第一计算任务的预设条件。
S603：若否，则获取相邻边缘计算节点的计算资源以及边缘计算节点与各相邻边缘计算节点间的信道信息；根据计算资源及各信道信息，确定相邻边缘计算节点中处理待处理计算任务的多个第一相邻边缘计算节点；将待处理计算任务进行分解，得到多个计算子任务，并将分解后的各计算子任务分别发送至各第一相邻边缘计算节点，以使各第一相邻边缘计算节点分别对各计算子任务进行处理；接收各第一相邻边缘计算节点返回的处理结果；将处理结果整合，得到待处理计算任务的协同处理结果。
在星地协同组网环境下，以卫星边缘计算节点为例，当计算任务卸载到卫星边缘计算节点时，针对单各卫星节点资源受限无法满足计算请求的问题，本发明实施例从卫星网络角度出发，提出了卫星边缘计算节点间基于能耗度量的协同任务调度方案，对计算任务处理时延进行优化，满足用户体验的同时，实现卫星边缘计算节点所处的边缘系统整体性能最优，优化的目标是找到一个合适的分配策略，以最小化预期用户感知延迟。
在星地协同边缘计算网络中，当某个卫星边缘计算节点接收到来自终端设备的计算任务需求时，判断：
如果本地计算资源处于计算空闲状态，则直接在本地对任务进行计算处理操作，并将处理结果回传给终端设备；
如果本地计算资源处于计算繁忙状态，即本地计算资源无法满足当前计算任务需求时，则在本地对当前任务进行任务分解并将其分发到相邻处于空闲状态的卫星边缘计算节点，多卫星边缘计算节点相互协作共同处理计算任务。
也就是说，当某个卫星边缘计算节点接收到来自终端设备的计算任务请求时，获取自身的计算资源，即本地计算资源，根据待处理计算任务的任务信息，进行判断计算资源是否满足处理待处理计算任务的预设条件，预设条件为计算资源处于空闲状态或者繁忙状态，具体如何判断空闲状态和繁忙状态根据实际情况进行设定，比如计算资源占用超过总资源的70％时为繁忙状态，未超过70％时为空闲状态。
如果卫星边缘计算节点的计算资源处于空闲状态，则直接在卫星边缘计算节点，即本地，对计算任务进行计算处理。
如果卫星边缘计算节点的计算资源处于计算繁忙状态，即卫星边缘计算节点的计算资源无法满足终端设备的计算任务请求时，则在卫星边缘计算节点对计算任务进行任务分解并将分解后的任务分发到处于空闲状态的相邻卫星边缘计算节点，使得相邻卫星边缘计算节点处理计算任务，多个卫星边缘计算节点相互协作共同处理计算任务，即进行协同任务调度。
这样，可以充分利用卫星计算节点的计算资源，减少计算任务处理时延，提高计算效率。
基于图6所示实施例，卫星边缘计算节点协同任务调度示意图如图7所示。从图中可以看出，星间任务调度，即卫星边缘计算节点之间相互协作处理计算任务，主要包括下以三个阶段：
信息交互：在进行任务调度之前，卫星边缘计算节点接收来自终端设备的计算任务卸载请求后，以分布式的方式与多个相邻卫星边缘计算节点交换系统状态信息，系统状态信息包括队列长度、缓冲区大小、执行时间和能量成本信息等。
任务调度和分配：在进行任务调度和分配时，卫星边缘计算节点将协同处理请求发送到的相邻卫星边缘计算节点，获取相邻卫星边缘计算节点的计算资源使用信息和卫星边缘计算节点与各相邻卫星边缘计算节点间的信道信息，卫星边缘计算节点基于特定的协同卸载策略进行任务分配决策，确定出所有相邻卫星边缘计算节点中处理待处理计算任务的多个第一相邻卫星边缘计算节点，然后将待处理计算任务进行分解，得到多个计算子任务，并将分解后的各计算子任务分别发送至各第一相邻卫星边缘计算节点。
任务处理和结果反馈：相邻卫星边缘计算节点处理接收到的计算子任务，将获得的结果返回到卫星边缘计算节点，然后卫星边缘计算节点将处理结果整合，得到待处理计算任务的协同处理结果。
假设卫星边缘计算节点获取了10个相邻卫星边缘计算节点的计算资源信息及各信道信息，通过计算，以最小化计算任务的总处理时延为目的，确定有5个第一相邻卫星边缘计算节点可以处理待处理计算任务，将待处理计算任务进行分解为5个计算子任务，并将5个计算子任务分别发送至5个第一相邻卫星边缘计算节点。如果根据计算资源信息及各信道信息，确定所有相邻卫星边缘计算节点中没有能满足当前任务计算要求的第一相邻卫星边缘计算节点，则卫星边缘计算节点将计算任务发送到数据中心，由数据中心进行任务处理。
进行任务分解时，假设边缘计算系统中有M个卫星边缘计算节点，任务分解为N个待处理的计算任务，计算任务的比特大小和CPU计算需求分别表示为b1,…,bN和d1,…,dN。计算最小化总任务处理时延，可以表示为：
Figure BDA0002219406820000121
Figure BDA0002219406820000122
其中
Figure BDA0002219406820000123
表示将单位大小任务传输到相邻卫星边缘计算节点j所需的传输时间，
Figure BDA0002219406820000124
是相邻卫星边缘计算节点j处理单位CPU计算需求所需要的处理时延。j＝0代表接收待处理计算任务的卫星边缘计算节点，因此有
Figure BDA0002219406820000125
E(t)表示随机变量t的期望。xij决定是否将计算任务i分配给相邻卫星边缘计算节点j。当计算任务i被分配给相邻卫星边缘计算节点j时，有xij＝1，否则xij＝0。具体而言，xi0＝1表示计算任务将在接收待处理计算任务的卫星边缘计算节点处理。等式约束确保为分解后的每个任务分配一个且仅一个相邻卫星边缘计算节点。
本发明实施例提供的协同任务调度方案中，当一个卫星边缘计算节点无法完成计算任务时，可以将任务分解并调度，以使多个卫星边缘计算节点协作执行计算任务，最大化卫星边缘计算节点在能耗方面的性能，有效提高用户的计算服务质量。
基于图4所示实施例，边缘计算节点包括卫星边缘计算节点、地面边缘计算节点、集群边缘计算节点，若边缘计算节点为卫星边缘计算节点，如图8所示，本发明实施例提供的方法还可以包括如下步骤：
S801：接收由终端设备发送的连接节点更换信息，连接节点更换信息包括终端设备连接的更换前的卫星边缘计算节点的节点信息。
S802：根据节点信息，从更换前的卫星边缘计算节点获取第一计算任务。
S803：对第一计算任务进行处理。
在本发明实施例中，边缘计算节点上布置有边缘计算平台，运行有多种边缘计算应用程序，为终端设备提供边缘计算服务。对于卫星边缘计算节点而言，终端设备的位置相对固定，并且移动速度较慢，而卫星边缘计算节点的移动速度很快，随着卫星边缘计算节点的移动，终端设备需要更换进行通信的卫星，进行应用程序迁移。为此，本发明实施例提供一种移动性管理方案，从终端发现更合适的新卫星开始，到新卫星可以为终端提供边缘计算服务为止，规范了每个过程的任务和主要事项。移动性管理方案包括以下几个过程：
侦测过程：在进行更换之前，终端设备通过对能够连接的卫星边缘计算节点进行分析，从而确定卫星边缘计算节点的位置变化，包括原卫星边缘计算节点的相对远离和新卫星边缘计算节点的相对靠近。
维持过程：终端设备会维持与原卫星边缘计算节点的通信，直到新卫星边缘计算节点已经做好为终端设备提供服务的准备。
决策过程：终端设备会采用基于移动轨迹预测的隐马尔科夫决策对何时进行更换进行决策，决策中考虑到传输时延和任务处理时延等因素，还考虑到卫星边缘计算节点移动的周期性、移动轨迹的规律性。
迁移过程：当进行更换时，终端设备会向新卫星边缘计算节点发送连接节点更换信息，连接节点更换信息包括终端设备连接的更换前的卫星边缘计算节点的节点信息，比如原卫星边缘计算节点的IP地址，然后新卫星边缘计算节点与原卫星边缘计算节点进行通信，接收原卫星边缘计算节点传输来的终端设备的待处理计算任务，如果新卫星边缘计算节点上没有运行边缘计算应用程序，则在数据传输时新卫星边缘计算节点接收原卫星边缘计算节点传输的应用程序并重建，如果新卫星边缘计算节点已经具有边缘计算应用程序，那么在数据传输时只需传输待处理计算任务。
路由更新：在数据传输结束后，新卫星边缘计算节点进行路由更新，接替原卫星边缘计算节点为终端设备提供边缘计算服务。
终止过程：新卫星边缘计算节点向原卫星边缘计算节点发出更换完成通知，原卫星边缘计算节点删除终端设备的计算任务数据并断开与终端设备的通信，并根据边缘计算应用程序的实际使用情况来决定是否关闭并删除应用程序。
本发明实施例提出的移动性管理方案，能够在卫星边缘计算节点位置变更时，通过决策及时更换新的卫星边缘计算节点重新为终端设备提供边缘计算服务，能够支持高效率低时延的应用迁移，最优情况下能够做到无缝迁移，从而极大地提升服务质量。
基于上述应用于终端设备的方法实施例，本发明实施例还公开了一种面向星地协同网络的边缘计算装置，应用于面向星地协同网络的边缘计算系统中的终端设备，系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；如图9所示，该装置包括第一发送模块910、第一处理模块920、第二发送模块930、接收模块940、获取模块950、确定模块960、第二处理模块970，其中：
第一发送模块910，用于向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点。
第一处理模块920，用于接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点。
第二发送模块930，用于当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务。
接收模块940，用于接收第一边缘计算节点返回的协作响应。
获取模块950，用于若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息。
确定模块960，用于基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务。
第二处理模块970，用于将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。
特别的，确定模块960，还可以用于：
确定待处理计算任务中由终端设备处理的第二计算任务，及由数据中心处理的第三计算任务。
特别的，第二处理模块970，还可以用于：
在本地处理第二计算任务，并将第三计算任务及中转第三计算任务的中转信息发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点将第三计算任务转发至数据中心进行处理。
特别的，确定模块960，具体可以用于：
将待处理计算任务分解为多个计算任务；
针对各计算任务，基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，分别计算终端设备处理该计算任务的时延和能耗的加权值、第一边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值、数据中心处理该计算任务的时延和能耗的加权值；
若第一边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值最小，则确定该计算任务为由第一边缘计算节点处理的第一计算任务。
特别的，基于图9所示实施例，本发明实施例提供的装置还包括：
第三处理模块，用于若协作响应携带拒绝处理待处理计算任务的信息，且在信息中识别出允许中转标识，则将待处理计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点将待处理计算任务转发至数据中心进行处理。
本发明实施例中，当终端设备的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，可以连接到第一边缘计算节点，根据获取到的状态信息、各信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点计算的第一计算任务，并将第一计算任务交由第一边缘计算节点进行处理。由于第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够将不同的计算任务分担到第一边缘计算节点进行处理，减轻了只能由数据中心处理计算任务的压力，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
基于上述应用于边缘计算节点的方法实施例，如图10所示，本发明实施例还公开了一种面向星地协同网络的边缘计算装置，应用于面向星地协同网络的边缘计算系统中的边缘计算节点，系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；该装置包括第一接收模块1010、查询模块1020、判断模块1030、第一发送模块1040、第一处理模块1050，其中：
第一接收模块1010，用于接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息。
查询模块1020，用于查询边缘计算节点自身的任务信息。
判断模块1030，用于根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务。
第一发送模块1040，用于若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务。
第一处理模块1050，用于接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。
特别的，基于图10所示实施例，本发明实施例提供的装置还包括：
第二发送模块，用于若拒绝处理待处理计算任务，且为终端设备中转待处理计算任务，则返回携带拒绝处理待处理计算任务的信息及允许中转标识的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送待处理计算任务。
转发模块，用于接收待处理计算任务，并转发至数据中心，以使数据中心对待处理计算任务进行处理。
特别的，处理模块1050，具体可以用于：
获取边缘计算节点自身的计算资源；
判断计算资源是否满足处理第一计算任务的预设条件；
若否，则获取相邻边缘计算节点的计算资源以及边缘计算节点与各相邻边缘计算节点间的信道信息；根据计算资源及各信道信息，确定相邻边缘计算节点中处理待处理计算任务的多个第一相邻边缘计算节点；将待处理计算任务进行分解，得到多个计算子任务，并将分解后的各计算子任务分别发送至各第一相邻边缘计算节点，以使各第一相邻边缘计算节点分别对各计算子任务进行处理；接收各第一相邻边缘计算节点返回的处理结果；将处理结果整合，得到待处理计算任务的协同处理结果。
特别的，边缘计算节点包括卫星边缘计算节点、地面边缘计算节点、集群边缘计算节点，若边缘计算节点为卫星边缘计算节点，则本发明实施例提供的装置还包括：
第二接收模块，用于接收由终端设备发送的连接节点更换信息，连接节点更换信息包括终端设备连接的更换前的卫星边缘计算节点的节点信息。
第二获取模块，用于根据节点信息，从更换前的卫星边缘计算节点获取第一计算任务。
第二处理模块，用于对第一计算任务进行处理。
本发明实施例中，当边缘计算节点接收到计算任务时，可以根据获取到的自身任务信息和待处理计算任务的任务信息，选择是否接受处理待处理计算任务，并在接受时处理第一计算任务。由于为终端设备提供边缘计算服务的第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够在减轻由数据中心处理计算任务的压力时，快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
本发明实施例提供一种面向星地协同网络的边缘计算系统，如图11所示，系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；
终端设备，用于向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点；当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；接收第一边缘计算节点返回的协作响应；若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息；基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务；将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。
边缘计算节点，用于接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息；根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务；接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。
在星地协同组网环境中，计算资源存在于用户终端、战车、低轨卫星、数据中心服务器等计算节点，为实现多层次、异构、泛在计算资源的融合与统一调度，本发明实施例设计新型的边缘计算系统(即边缘计算体系架构)，为计算任务协同卸载、多计算节点间任务调度、移动性管理提供基础支撑，以实现弹性计算服务。由于星地协同网络由多个子网组成，具有以下特点：第一，终端和通信车集群等移动微集群的拓扑会发生不可预测的变化；第二，不同子网中的计算资源呈现出异构特点，比如说我们手机终端用的计算资源一般是x86处理器，但是在卫星上可能部署的是arm处理器，或者FPGA处理器，从而计算资源存在异构性。
参见图11，为本发明实施例提供一种面向星地协同网络的边缘计算系统示意图，将边缘计算系统分为卫星网络、终端设备网络和地面网络；
其中卫星网络包括多个卫星边缘计算节点，卫星类型有多种，如位于近地轨道的卫星，卫星上均安装配置有MEC(Mobile Edge Computing，移动边缘计算)服务器，可以为连接到卫星的终端设备提供计算资源，卫星网络可以为接入的终端设备提供更短时延的计算能力，提高计算任务的处理效率。此外，卫星网络中，各卫星边缘计算节点可以与其相邻的卫星边缘计算节点协作共同处理计算任务，从而提高整个卫星网络的任务处理效率。
终端设备网络包括多个终端设备，包括手持终端、移动终端、电脑等；终端设备拥有较好的信息收集能力，且由于任务需求会产生大量的计算任务，其自身可以处理一定简单的计算任务。
地面网络包括多个地面计算节点，地面计算节点具体可以包括数据中心、地面边缘计算节点、集群边缘计算节点，地面边缘计算节点包括地面基站等，集群边缘计算节点是赋予边缘集群计算功能形成的，包括战车集群、无人机集群、战机集群等。数据中心是一个集中式计算平台，可以提供丰富计算资源，当边缘计算节点由于计算能力和能耗限制不能完成计算任务处理时，可以将计算任务交由数据中心处理。数据中心可以看作整个系统计算资源的有效补充，有助于解决终端设备需要密集计算且没有完成时间限制的计算任务。
为了对系统中的各种计算资源进行一体化管理，本发明实施例提供的系统采用层级化的管控体系，如图12所示，从系统功能模块划分的角度，将边缘计算系统从下至上划分为基础设施平面、资源虚拟化平面、控制平面、服务与业务平面；其中：
基础设施平面由各类计算节点实体组成，包括数据中心、地面边缘计算节点、集群边缘计算节点、卫星边缘计算节点，该平面位于整个系统的底层，是边缘计算系统的基础设施。
资源虚拟化平面包含计算、网络、存储、感知四维抽象资源，即采用网络虚拟化技术，将各个计算节点实体中的CPU、通信收发器、内存、硬盘、传感器等物理设备所提供的资源抽象为计算、网络、存储、感知四维资源，该平面在系统中起到衔接作用，从而整个系统能够灵活全面的对基础设施平面进行管理和调度。
控制平面中包括了全局控制器和局部控制器。在数据中心部署全局控制器，在地面边缘计算节点、集群边缘计算节点、卫星边缘计算节点布置局部控制器；局部控制器收集边缘计算节点的节点状态信息，按照预先设定的时间间隔与全局控制器进行信息交互，全局控制器根据局部控制器上报的信息(包括边缘计算节点可用资源、网络拓扑等)，对整个系统进行控制；局部控制器接受全局控制器的指令，按照全局控制器的要求执行动作，包括准备虚拟化资源、实例化边缘计算程序等等。
全局控制器对整个系统的设备进行统一的管理，主要功能包括：全局视图功能，通过全局控制器和局部控制器之间的信息交互，全局控制器能够获取整个系统计算节点的位置和运行状态等信息，并加以统一的梳理；拓扑管理功能，控制器对控制范围内的计算节点连接情况进行管理。根据计算任务的调度情况，及时地更新不同计算节点间的连接；认证鉴权功能，通过对终端设备和数据、应用程序的识别与鉴权，实现系统的安全正常运行；接入控制功能，对控制范围内新加入的计算节点进行接入控制；程序生命周期管理功能，对系统中的边缘计算平台上实现边缘计算服务的应用程序进行管理，包括安装卸载和开启关闭等操作；协同卸载功能：控制器对控制范围内计算节点的任务进行调度，可以将处于繁忙状态节点的任务分发到相对处于空闲状态的计算节点上。
局部控制器在所属的计算节点范围内进行管理，可以收集信息、进行判断、进行信息交互，主要功能包括：局部任务编排、任务分解调度、虚拟资源调度、生命周期管理，位于卫星边缘计算节点的局部控制器还可以实现分布式协作、移动性管理等功能，位于集群边缘计算节点的局部控制器还可以实现控制节点选举、拓扑管理等功能。
服务与业务平面包括利用边缘计算技术实现的各种计算密集型业务，包括图像语义分析、利用态势感知的增强现实、传感数据的分析与自动决策和目标检测等等，服务与业务平面的功能能够根据实际需求灵活调整。
为了方便理解，本发明实施例提供了整个系统的计算资源层次关系，如图13所示。终端设备接入整个系统网络，必须经过鉴权认证才能接入，鉴权认证以及接入控制都是由数据中心部署的全局控制器来实现的。在本发明提出的边缘计算系统的体系架构下，终端设备的计算任务处理流程为：
数据中心以一定的时间间隙收集各个边缘计算节点的信息(包括链路信息，拓扑信息，计算队列信息等)，得到整个网络的全局信息。
终端设备准备接入网络，发送信令(包含终端设备所处的位置，信号强弱等)给数据中心。
数据中心根据收到终端设备的信令，再根据收集到的整个网络的全局信息，判断此时的终端设备应该接入到哪个边缘计算节点。
数据中心确定某个边缘计算节点后，用户通过该边缘计算节点接入整个网络，并由该边缘计算节点为其提供边缘计算服务。例如，如果数据中心根据终端设备的环境判断是由卫星边缘计算节点为该终端提供接入及服务，那么终端就不再跟地面边缘计算节点或者集群边缘计算节点做交互。
终端设备产生计算任务，选择终端本地处理该计算任务，或者将计算任务通过卸载的方式，卸载到边缘计算节点或数据中心进行处理。
对于整个边缘计算系统来说，终端设备具体的计算卸载过程为：
终端设备判断本地是否可以完成计算任务，如果可以，直接在终端本地进行计算处理，如果不可以则请求计算卸载，借助边缘计算节点和数据中心的计算资源完成该计算任务。
终端设备将请求计算卸载的信令(该信令包括计算任务的比特大小、所需CPU等信息)发送至边缘计算节点，边缘计算节点根据自身的情况(计算队列、与终端链路状态等信息)决定是否接收该计算卸载请求。
如果边缘计算节点接受计算卸载请求，那么将发送同意接收信令给终端，该信令包括边缘计算节点的相关信息(如计算队列等)，终端根据本地情况、边缘计算节点的情况进行卸载决策判断，计算任务是可拆分的，终端设备需要决定在终端本地/边缘计算节点/数据中心分别处理多少计算任务，比如一个计算任务，终端本地处理效率过低，请求计算卸载，边缘计算节点同意处理后，终端设备根据协同计算卸载决策，选择将计算任务的50％卸载到边缘计算节点，剩余50％在本地处理，或者选择将计算任务的50％卸载到数据中心，40％卸载到边缘计算节点，10％在本地处理，在进行边缘处理时，边缘计算节点与同类型的相邻边缘计算节点之间可以协作，共同处理计算任务。
如果边缘计算节点拒绝计算卸载请求，将发送拒绝回执信令给终端，拒绝回执信令包括两种：一种是拒绝边缘处理但是同意中继，也就是说边缘计算节点拒绝完成计算任务的请求，但是可以通过边缘计算节点将计算任务中继传输到数据中心，在这种情况下，终端设备可以选择在终端本地处理、或数据中心处理、或终端本地与数据中心协同处理计算任务；另一种是拒绝边缘处理也拒绝中继，此时终端设备选择本地处理或直接丢弃该任务。
本发明实施例提出的一种面向星地协同网络的边缘计算系统，考虑了多种不同类型的计算资源，可以实现星地协同网络场景下多层次、异构计算资源一体化协同管控。本发明实施例中，当终端设备的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，可以连接到第一边缘计算节点，根据获取到的状态信息、各信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点计算的第一计算任务，并将第一计算任务交由第一边缘计算节点进行处理。当边缘计算节点接收到计算任务时，可以根据获取到的自身任务信息和待处理计算任务的任务信息，选择接受并处理第一计算任务。由于为终端设备提供边缘计算服务的第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，将不同的计算任务分担到第一边缘计算节点进行处理，减轻了只能由数据中心处理计算任务的压力，能够快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
基于上述应用于终端设备的方法实施例，本发明实施例还提供了一种终端设备，如图14所示，包括处理器1401、通信接口1402、存储器1403和通信总线1404，其中，处理器1401、通信接口1402、存储器1403通过通信总线1404完成相互间的通信；
存储器1403，用于存放计算机程序；
处理器1401，用于执行存储器1403上所存放的程序时，至少实现如下步骤：
向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；
接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点；
当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；
接收第一边缘计算节点返回的协作响应；
若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息；
基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务；
将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。
上述终端设备提到的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述终端设备与其他设备之间的通信。
上述存储器可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)，例如至少一个磁盘存储器。特别的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本实施例中，处理器1401通过读取存储器1403中存储的机器可执行指令，被机器可执行指令促使能够实现：终端设备通过向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点；当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；接收第一边缘计算节点返回的协作响应；若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息；基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务；将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。本发明实施例中，当终端设备的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，可以连接到第一边缘计算节点，根据获取到的状态信息、各信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点计算的第一计算任务，并将第一计算任务交由第一边缘计算节点进行处理。由于第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够将不同的计算任务分担到第一边缘计算节点进行处理，减轻了只能由数据中心处理计算任务的压力，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
基于图14所示实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时至少实现如下步骤：
向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；
接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点；
当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；
接收第一边缘计算节点返回的协作响应；
若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息；
基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务；
将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。
本实施例中，机器可读存储介质在运行时执行本发明实施例所提供的方法的计算机程序，因此能够实现：终端设备通过向数据中心发送接入信令，以使数据中心为终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；接收数据中心返回的包含第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据节点信息，连接第一边缘计算节点；当终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向第一边缘计算节点发送待处理计算任务的协作请求，协作请求携带待处理计算任务的任务信息，以使第一边缘计算节点根据待处理计算任务的任务信息及第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；接收第一边缘计算节点返回的协作响应；若协作响应携带接受处理待处理计算任务的信息，则获取第一边缘计算节点的状态信息、第一边缘计算节点与终端设备间的第一信道信息、第一边缘计算节点与数据中心间的第二信道信息，以及待处理计算任务的任务信息；基于状态信息、第一信道信息、第二信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点处理的第一计算任务；将第一计算任务发送至第一边缘计算节点，以使第一边缘计算节点对第一计算任务进行处理。本发明实施例中，当终端设备的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，可以连接到第一边缘计算节点，根据获取到的状态信息、各信道信息以及任务信息，确定待处理计算任务中由第一边缘计算节点计算的第一计算任务，并将第一计算任务交由第一边缘计算节点进行处理。由于第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够将不同的计算任务分担到第一边缘计算节点进行处理，减轻了只能由数据中心处理计算任务的压力，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
基于上述应用于边缘计算节点的方法实施例，本发明实施例还提供了一种计算节点，该计算节点可以是地面网络中用于计算的电子设备，也可以是具有计算功能的卫星，如图15所示，包括处理器1501、通信接口1502、存储器1503和通信总线1504，其中，处理器1501、通信接口1502、存储器1503通过通信总线1504完成相互间的通信；
存储器1503，用于存放计算机程序；
处理器1501，用于执行存储器1503上所存放的程序时，至少实现如下步骤：
接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息；
根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；
若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务；
接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。
上述计算节点提到的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述计算节点与其他设备之间的通信。
上述存储器可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)，例如至少一个磁盘存储器。特别的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本实施例中，处理器1501通过读取存储器1503中存储的机器可执行指令，被机器可执行指令促使能够实现：边缘计算节点接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息；根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务；接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。本发明实施例中，当边缘计算节点接收到计算任务时，可以根据获取到的自身任务信息和待处理计算任务的任务信息，选择是否接受处理待处理计算任务，并在接受时处理第一计算任务。由于为终端设备提供边缘计算服务的第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够在减轻由数据中心处理计算任务的压力时，快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
基于图15所示实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时至少实现如下步骤：
接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息；
根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；
若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务；
接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。
本实施例中，机器可读存储介质在运行时执行本发明实施例所提供的方法的计算机程序，因此能够实现：边缘计算节点接收终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询边缘计算节点自身的任务信息，协作请求携带待处理计算任务的任务信息；根据自身的任务信息和待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理待处理计算任务；若接受处理待处理计算任务，则返回携带接受处理待处理计算任务的信息的协作响应至终端设备，以使终端设备向边缘计算节点发送第一计算任务，第一计算任务为终端设备确定的待处理计算任务中由边缘计算节点处理的计算任务；接收终端设备发送的第一计算任务，并对第一计算任务进行处理。本发明实施例中，当边缘计算节点接收到计算任务时，可以根据获取到的自身任务信息和待处理计算任务的任务信息，选择是否接受处理待处理计算任务，并在接受时处理第一计算任务。由于为终端设备提供边缘计算服务的第一边缘计算节点是根据实际的网络情况确定出来的，能够在减轻由数据中心处理计算任务的压力时，快速响应终端设备的计算处理请求，减少网络冗余流量，使得网络能够提供更为稳定的计算服务。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、系统、终端设备、计算节点、计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种面向星地协同网络的边缘计算方法，其特征在于，应用于面向星地协同网络的边缘计算系统中的终端设备，所述系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；所述方法包括：
向数据中心发送接入信令，以使所述数据中心为所述终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；
接收所述数据中心返回的包含所述第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据所述节点信息，连接所述第一边缘计算节点；
当所述终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向所述第一边缘计算节点发送所述待处理计算任务的协作请求，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息，以使所述第一边缘计算节点根据所述待处理计算任务的任务信息及所述第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；
接收所述第一边缘计算节点返回的协作响应；
若所述协作响应携带接受处理所述待处理计算任务的信息，则获取所述第一边缘计算节点的状态信息、所述第一边缘计算节点与所述终端设备间的第一信道信息、所述第一边缘计算节点与所述数据中心间的第二信道信息，以及所述待处理计算任务的任务信息；
基于所述状态信息、所述第一信道信息、所述第二信道信息以及所述任务信息，确定所述待处理计算任务中由所述第一边缘计算节点处理的第一计算任务；
将所述第一计算任务发送至所述第一边缘计算节点，以使所述第一边缘计算节点对所述第一计算任务进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述第一计算任务发送至所述第一边缘计算节点之前，所述方法还包括：
确定所述待处理计算任务中由所述终端设备处理的第二计算任务，及由所述数据中心处理的第三计算任务；
在本地处理所述第二计算任务，并将所述第三计算任务及中转所述第三计算任务的中转信息发送至所述第一边缘计算节点，以使所述第一边缘计算节点将所述第三计算任务转发至所述数据中心进行处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述状态信息、所述第一信道信息、所述第二信道信息以及所述任务信息，确定所述待处理计算任务中由所述第一边缘计算节点处理的第一计算任务，包括：
将所述待处理计算任务分解为多个计算任务；
针对各计算任务，基于所述状态信息、所述第一信道信息、所述第二信道信息以及所述任务信息，分别计算所述终端设备处理该计算任务的时延和能耗的加权值、所述第一边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值、所述数据中心处理该计算任务的时延和能耗的加权值；
若所述第一边缘计算节点处理该计算任务的时延和能耗的加权值最小，则确定该计算任务为由所述第一边缘计算节点处理的第一计算任务。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收所述第一边缘计算节点返回的协作响应之后，所述方法还包括：
若所述协作响应携带拒绝处理所述待处理计算任务的信息，且在所述信息中识别出允许中转标识，则将所述待处理计算任务发送至所述第一边缘计算节点，以使所述第一边缘计算节点将所述待处理计算任务转发至所述数据中心进行处理。
5.一种面向星地协同网络的边缘计算方法，其特征在于，应用于面向星地协同网络的边缘计算系统中的边缘计算节点，所述系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；所述方法包括：
接收所述终端设备发送的待处理计算任务的协作请求，并查询所述边缘计算节点自身的任务信息，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息；
根据所述自身的任务信息和所述待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；
若接受处理所述待处理计算任务，则返回携带接受处理所述待处理计算任务的信息的协作响应至所述终端设备，以使所述终端设备向所述边缘计算节点发送第一计算任务，所述第一计算任务为所述终端设备确定的所述待处理计算任务中由所述边缘计算节点处理的计算任务；
接收所述终端设备发送的所述第一计算任务，并对所述第一计算任务进行处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若拒绝处理所述待处理计算任务，且为所述终端设备中转所述待处理计算任务，则返回携带拒绝处理所述待处理计算任务的信息及允许中转标识的协作响应至所述终端设备，以使所述终端设备向所述边缘计算节点发送所述待处理计算任务；
接收所述待处理计算任务，并转发至所述数据中心，以使所述数据中心对所述待处理计算任务进行处理。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述第一计算任务进行处理，包括：
获取所述边缘计算节点自身的计算资源；
判断所述计算资源是否满足处理所述第一计算任务的预设条件；
若否，则获取相邻边缘计算节点的计算资源以及所述边缘计算节点与各相邻边缘计算节点间的信道信息；根据所述计算资源及各信道信息，确定所述相邻边缘计算节点中处理所述待处理计算任务的多个第一相邻边缘计算节点；将所述待处理计算任务进行分解，得到多个计算子任务，并将分解后的各计算子任务分别发送至各第一相邻边缘计算节点，以使所述各第一相邻边缘计算节点分别对所述各计算子任务进行处理；接收所述各第一相邻边缘计算节点返回的处理结果；将所述处理结果整合，得到所述待处理计算任务的协同处理结果。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述边缘计算节点包括卫星边缘计算节点、地面边缘计算节点、集群边缘计算节点，若所述边缘计算节点为卫星边缘计算节点，则所述方法还包括：
接收由所述终端设备发送的连接节点更换信息，所述连接节点更换信息包括所述终端设备连接的更换前的卫星边缘计算节点的节点信息；
根据所述节点信息，从所述更换前的卫星边缘计算节点获取所述第一计算任务；
对所述第一计算任务进行处理。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述终端设备发送的第三计算任务及中转所述第三计算任务的中转信息，所述第三计算任务为所述终端设备确定的所述待处理计算任务中由所述数据中心处理的计算任务；
将所述第三计算任务转发至所述数据中心，以使所述数据中心对所述第三计算任务进行处理。
10.一种面向星地协同网络的边缘计算系统，其特征在于，所述系统包括数据中心、多个终端设备和多个边缘计算节点；
所述终端设备，用于向数据中心发送接入信令，以使所述数据中心为所述终端设备分配处理计算任务的第一边缘计算节点；接收所述数据中心返回的包含所述第一边缘计算节点的节点信息的响应指令，并根据所述节点信息，连接所述第一边缘计算节点；当所述终端设备本地的计算资源无法满足处理待处理计算任务时，向所述第一边缘计算节点发送所述待处理计算任务的协作请求，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息，以使所述第一边缘计算节点根据所述待处理计算任务的任务信息及所述第一边缘计算节点自身的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；接收所述第一边缘计算节点返回的协作响应；若所述协作响应携带接受处理所述待处理计算任务的信息，则获取所述第一边缘计算节点的状态信息、所述第一边缘计算节点与所述终端设备间的第一信道信息、所述第一边缘计算节点与所述数据中心间的第二信道信息，以及所述待处理计算任务的任务信息；基于所述状态信息、所述第一信道信息、所述第二信道信息以及所述任务信息，确定所述待处理计算任务中由所述第一边缘计算节点处理的第一计算任务；将所述第一计算任务发送至所述第一边缘计算节点，以使所述第一边缘计算节点对所述第一计算任务进行处理；
所述边缘计算节点，用于接收所述终端设备发送的所述待处理计算任务的协作请求，并查询所述边缘计算节点自身的任务信息，所述协作请求携带所述待处理计算任务的任务信息；根据所述自身的任务信息和所述待处理计算任务的任务信息，判断是否接受处理所述待处理计算任务；若接受处理所述待处理计算任务，则返回携带接受处理所述待处理计算任务的信息的协作响应至所述终端设备，以使所述终端设备向所述边缘计算节点发送所述第一计算任务，所述第一计算任务为所述终端设备确定的所述待处理计算任务中由所述边缘计算节点处理的计算任务；接收所述终端设备发送的所述第一计算任务，并对所述第一计算任务进行处理。
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