本技术公开了一种星地融合网络多任务卸载方法、装置、介质和设备,涉及星地融合网络技术领域。本发明先根据各地面用户和各低轨卫星之间的路径损耗与各地面用户的发射功率,确定各地面用户卸载至低轨卫星时的上行传输速率,再以各地面用户的任务卸载比率为变量,构建各地面用户的多模态任务的数据传输速率的通信模型,基于此进一步提出三种多模态学习方法,其中,通过集中式Actor‑Critic算法处理计算密集型任务以提高数据传输速率,通过分布式多智能体深度确定性策略梯度处理时延敏感型任务以降低网络时延,通过基于量化的联邦学习算法处理隐私保护性任务以保护隐私数据,满足了多模态任务不同方面的需求,实现了更好的资源调度。
背景技术
目前,星地融合网络是有前景的网络架构,可帮助降低地面网络负载压力、提供巨型接入能力和密集任务卸载功能。然而,由于星地融合网络分层、异构和动态三维特征,传统资源管理方法难以直接应用。并且,大量的多模态和多任务信息阻碍星地网络服务质量的提高,所说的多模态信息包括时变信道和低轨卫星位置。
现有技术中,通常通过随机调度、贪婪卸载或深度Q学习(Deep Q-Network,DQN)辅助任务卸载的资源分配,其中,随机调度对于原始优化问题,将为每个地面用户随机选择本地执行比例或远程卫星卸载比例以优化数据传输速率;贪婪卸载针对多种任务类型,将为每个地面用户平均分配CPU周期频率和发射功率;深度Q学习为适应动态低轨卫星轨道和时变信道增益,具有当前Q网络和目标Q网络两种结构,这可通过集中式方法来处理CPU周期频率、发射功率和卸载比率。
但是,随机调度随机选择卸载比例或贪婪卸载平均分配CPU周期频率和发射功率均难以实现良好的任务卸载资源调度,而深度Q学习由于采用集中式方法训练神经网络,训练时间太长,对于时延敏感型任务会造成巨大的传输时延。
实现思路