一种低轨卫星边缘计算场景下联合资源分配的计算卸载策略

余 翔，陈宇博，刘 晗，褚 轩

(重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065)

尽管5G网络为全球大约20亿用户提供增强的移动宽带服务，以及关键场景中高可靠和低延迟的服务。但当前5G网络受到经济成本与技术水平的限制，导致网络覆盖范围有限。尤其在沙漠、极地、海洋地区以及其他难以建立地面基站的地区缺乏网络覆盖。为了提供无缝覆盖和不间断的网络服务，卫星通信已成为未来 5G/6G通信的有力补充［1］。

随着新兴业务如物联网（IoT）、增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和4K/8K视频传输业务的发展，用户终端的计算能力与续航能力导致了用户体验提升的瓶颈。在传统非地面网络（NTN）的透传模式下卫星充当地面网关与用户设备间的中继节点，通过中继请求地面云数据中心服务的模式，占用了大量带宽并导致了用户难以忍受的响应时延与能耗。受到地面多接入边缘计算（Multi⁃Access Edge Computing，MEC）技术的启发［2］，为解决用户对更高服务质量（QoS）需求的挑战，相较于传统中心云模式，将计算能力下沉靠近用户的低轨卫星（Low Earth Orbit，LEO），形成全新的LEO卫星边缘计算场景。LEO卫星节点上部署MEC的服务器可以减少频繁的卫星到地面链路传输，降低用户的响应时延与能耗，从而更好满足用户的任务需求，同时，LEO卫星通信网络的广域覆盖还能解决偏远地区的网络需求问题。

在传统边缘计算的研究中，文献［3］表明了在多核服务器的MEC系统中，设计合理的任务卸载策略可以有效地降低系统时延，而文献［4］则表明了多个边缘节点间的协作，可以扩展网络计算能力，获得更优的时间收益。……