[发明专利]一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移方法

说明书

本发明公开了一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移系统，包括：地面云数据中心，与低轨卫星通信连接，用于提供用户终端所需的应用服务、以及完成对低轨卫星上运行的边缘算法的训练支持；多个低轨卫星，低轨卫星部署有边缘计算服务器，低轨卫星与用户终端通信连接，不同的低轨卫星之间通信连接，多个相邻的低轨卫星能够构成在轨边缘微云，在轨边缘微云用于缓存地面云数据中心生成的应用程序、以及为用户终端提供实时应用服务；以及用户终端。以及还公开了四种用于上述的服务自主迁移系统的服务自主迁移方法。本发明的系统及方法能实现低轨卫星构成的在轨边缘微云、地面云数据中心和用户终端之间的服务自主迁移，且服务响应时延低，服务质量高。

技术领域

本发明涉及无线通信网络技术领域，尤其涉及一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移系统及方法。

背景技术

当前，低轨(Low Earth Orbit，LEO)卫星星座正处于高速发展阶段，星链、一网、鸿雁和虹云等LEO卫星星座建设计划陆续发布，旨在部署成百上千颗LEO小卫星，完成全球组网和通信覆盖，进而实现为全球用户提供高速率、低时延的卫星宽带互联网服务。为了提高LEO卫星的在轨计算、通信和缓存能力，目前有一些研究将边缘计算服务器直接部署在LEO卫星上形成卫星边缘计算节点，即卫星边节点。基于星间通信网络，多个邻近的卫星边节点组网构成单个卫星星群，即在轨边缘微云，以实现多星协同计算、通信和缓存，以此来减少星地和星间网络的业务数据传输时延和传输所需带宽资源，使得LEO卫星星座可以为用户终端提供更快速和更高质量的服务。

针对现有的在轨边缘微云，卫星边节点的计算平台上运行着多种边缘计算应用程序，可以为用户终端提供多种应用服务。但是，由于LEO卫星移动速度较快，而用户终端的位置相对固定且移动速度较慢，因此用户终端需要频繁地进行服务卫星边节点的切换。在进行服务卫星边节点切换时，源卫星边节点需要将用户终端所需的边缘计算应用程序自主迁移到目标卫星边节点。此时，服务迁移的效率和质量会对用户终端的服务质量造成很大的影响。然而，现有的在轨边缘微云服务迁移系统及方法仅能够实现点对点的应用服务单迁移，并未考虑点对多点的应用服务多迁移，迁移效率低，服务迁移时间较长，导致用户终端的服务质量较差。

因此，本领域需要一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移系统及方法，其可消除或至少缓解上述现有技术中的全部或部分缺陷。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移系统及方法。

本发明的技术方案如下：

第一方面，提供了一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移系统，所述系统包括：

地面云数据中心，与低轨卫星通信连接，用于提供用户终端所需的应用服务、以及完成对所述低轨卫星上运行的边缘算法的训练支持；

低轨卫星星座，包括多个所述低轨卫星，所述低轨卫星部署有边缘计算服务器，所述低轨卫星与所述用户终端通信连接，不同的所述低轨卫星之间通信连接，多个相邻的所述低轨卫星能够构成在轨边缘微云，所述在轨边缘微云用于缓存所述地面云数据中心生成的应用程序、以及为所述用户终端提供实时应用服务；

以及所述用户终端。

第二方面，还提供了一种面向低轨星座边缘微云的服务自主迁移方法，所述方法用于上述的服务自主迁移系统，包括：

步骤1.1，地面云数据中心开发多个软件应用并制作应用镜像；

步骤1.2，地面云数据中心将包括迁移任务和迁移需求的应用服务迁移请求发送给自身服务范围内的一个未部署应用的低轨卫星；

步骤1.3，低轨卫星根据应用服务迁移需求、自身状态信息和星地通信网络资源，进行通信资源调度，并发送迁移请求应答消息到地面云数据中心；