面向空天地一体化信息网络的边缘计算资源融合管理方法.pdfVIP

第46卷第4期计算机学报Vol.46No.4

2023年4月CHINESEJOURNALOFCOMPUTERSApr.2023

面向空天地一体化信息网络的边缘计算资源融合

管理方法

1）1）2）3）2）4）

徐晓斌王琪范存群梁中军薛依琪王尚广

1）

（北京工业大学信息学部，北京100124）

2）

（国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）卫星数据与资源室，北京100081）

3）

（国家气象信息中心信息安全室，北京100081）

4）

（北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京100876）

摘要随着空天地一体化信息网络的建设与发展，无线网络的全球无缝覆盖与泛在的人工智能成为了可能.卫

星与无人机作为天基边缘计算节点，辅助地面设备完成各项任务，成为6G网络中的重要应用场景.当前针对卫星、

无人机边缘计算的研究处于起步阶段，这些研究在边缘计算服务模式及实际应用方面仍有待进一步深入.单个卫

星或无人机的计算能力薄弱，通常难于独立提供较复杂的数据处理服务.现有资源管理算法通常需要多轮博弈才

能收敛，难于满足空天地一体化场景中资源管理方法快速收敛的需求.针对以上挑战，本文在天算星座边缘计算服

务场景基础上，对空天地一体化网络中天基资源的服务模式进行了分析，提出了组合及聚合两种计算服务融合方

式.本文将天基边缘计算资源的管理建模为两阶段的斯坦科尔伯格博弈模型，提出了分布式混合动态迭代算法与

分布式分组动态迭代算法，加快了博弈过程的收敛速度.本文基于分布式场景构建了仿真实验，并在典型参数设置

下对算法性能进行了分析.仿真实验结果表明：在两种不同服务模式下，本文提出的方法能够使空中边缘计算节点

与用户设备获得最大收益；相比近年相关研究，本文所提方法的收敛时间能够缩短60%以上.

关键词6G网络；空天地一体化信息网络；边缘计算；计算服务融合；资源管理；斯坦科尔伯格博弈

中图法分类号TP393DOI号10.11897/SP.J.1016.2023.00690

AnAggregatedEdgeComputingResourceManagementMethodfor

Space-Air-GroundIntegratedInformationNetworks

1）1）2）3）

XUXiao-BinWANGQiFANCun-QunLIANGZhon