本技术介绍了一种环保型计算业务集成方案,专为LSNs设计。该方案采用三层网络架构,实现控制卫星、业务卫星与用户设备的高效协同。策略中融入了马尔可夫决策过程,以优化资源分配,降低能耗,提升系统性能。
背景技术
第六代移动通信系统(6th generation mobile networks,6G)将实现更高的数据传输速率、更广的覆盖范围和更低的延迟,以满足未来社会在信息传输和处理方面的巨大需求。低地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络(LEO Satellite Networks,LSNs)能够实现对偏远区域的全覆盖,并且相比其他卫星系统,能够提供更低的时延,使其成为6G的重要组成部分。
尽管LSNs具有诸多优势,但由于LEO卫星依赖太阳能电池提供能量,其能量供应受限。此外,LEO卫星会周期性地通过地影区和日照区,导致能量供应的不稳定性。这种能量受限和不稳定性影响了LSNs的持续运行能力和服务的可靠性。
为应对LSNs的能量受限挑战,可以通过高效获取太阳辐射能量来应对。已有文献研究了钙钛矿基太阳能电池在LEO卫星中的应用,通过模拟太阳能电池板在太空环境中的热刺激,验证了其能显著提高太阳能电池阵列对辐射能量的转换效率。此外,还可以通过有效的星上能量管理来应对这一挑战。更有文献提出,卫星能量会受到周期性波动的影响,通过优化卫星在阳照区的充电和地影区的放电,显著提升了LSNs在高移动性和大规模连接应用场景中的传输效率和覆盖性能。
已有研究表明,在LSNs利用业务聚集能起到显著的绿色节能效果。有文献指出,由于不同区域的业务需求存在差异,在业务需求较小的区域,平均约有45%的LEO卫星节点可以关闭,但其未考虑业务聚集所带来的系统时延增加;有文献指出即使在未使用链路转发业务时也要保持链路处于工作态,导致能源效率低下,通过按需建立动态星间链路来节约网络能量消耗,但其未量化增加的时延代价。
实现思路