[發明專利]一種衛星輕量級分布式編排系統及方法

在審

• 申請號: 202210549914.8
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN115133973A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 姜春曉;殷柳國;葛寧;李朕
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L41/044;H04L41/50;G06F9/50
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙悅

1.一種衛星輕量級分布式編排系統，其特征在于，包括：編排器層和任務卸載衛星層；

所述編排器層包括若干編排器，每一個編排器與所述任務卸載衛星層中某一域內由若干負載衛星組成的星群對應，所述編排器用于對所述星群中的負載衛星進行資源分配；所述負載衛星用于提供服務地面用戶的資源或為其他衛星提供共享資源，衛星之間的所述共享資源采用市場交易機制，形成合約，并向所述編排器層中的所有編排器宣布所述合約。

2.如權利要求1所述的衛星輕量級分布式編排系統，其特征在于，所述市場交易機制為資源需求星與資源供應星之間的雙邊買賣關系，資源需求星向資源供應星請求CPU資源，并根據資源需求星的私有類型付費，資源供應星通過提供CPU資源從資源需求星處獲得報酬。

3.如權利要求2所述的衛星輕量級分布式編排系統，其特征在于，所述合約包括資源供應星能夠提供的CPU資源和資源需求星能夠支付的資金。

4.如權利要求2所述的衛星輕量級分布式編排系統，其特征在于，所述資源需求星的效用函數為下式：

U_R(θ,q(θ),t(θ))＝θv(q(θ))-t(θ)

＝θ(1-e^-q(θ))-t(θ)

其中，U_R()為效用函數，θ是表示資源需求星的私有類型；t(θ)是資源需求星支付的資金，v(q(θ))是當資源需求星從資源供應星那里獲得CPU資源量為q(θ)時請求者的利潤；q(θ)是資源供應星提供的CPU資源。

5.如權利要求2所述的衛星輕量級分布式編排系統，其特征在于，所述資源供應星的效用函數為下式：

U_P(q(θ),t(θ))＝t(θ)-c(q(θ))

＝t(θ)-c₀q²(θ)

其中，U_p()為效用函數，t(θ)是資源需求星支付的資金，c(q(θ))是當資源供應星向資源需求星提供資源時效用的降低量；q(θ)是資源供應星提供的CPU資源；c₀是常系數。

6.一種衛星輕量級分布式編排的優化方法，其特征在于，用于如權利要求1-5任一項所述的衛星輕量級分布式編排系統，包括以下步驟：

當所述編排系統需要進行多個編排器之間的協作任務時，確定所述協作任務的參數，并初始化每個用戶的合約；

基于經過初始化的合約，判斷資源需求星和資源供應星之間信息是否對稱；

若信息對稱，則在只考慮個體理性約束條件下對優化方程進行求解；

若信息不對稱，則同時考慮個體理性約束條件和激勵相容約束條件對優化方程進行求解；

根據所述求解結果獲得最優協作任務資源分配合約。

7.如權利要求6所述的衛星輕量級分布式編排方法，其特征在于，所述優化方程為：

P₁:

其中，U_p()為效用函數，是資源需求星支付的資金，c(q(θ))是當資源供應星向資源需求星提供資源時效用的降低量；q(θ)是資源供應星提供的CPU資源；c₀是常系數，IR為個體理性約束條件；IC為激勵相容約束條件；s.t.為約束條件；是類型為的資源需求星所支付的定金；是資源需求星的私有類型為時，資源供應星提供給資源供應星的CPU資源；與θ均為資源需求星的私有類型，且f(θ)是θ的概率密度函數，f(θ)是私有類型θ的概率密度函數，P₁是第一個優化問題。

8.如權利要求7所述的衛星輕量級分布式編排方法，其特征在于，所述信息對稱是指資源供應星知曉私有類型θ，所述協作任務資源分配合約的最終解為：

其中，{q*(θ),t*(θ)}是信息對稱時協作任務資源分配合約問題的最終解，W(θ)是Lambert W函數。