计算机科学 > 网络与互联网架构
[提交于 2024年12月31日
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标题: 天空之上的空间:将全球规模的地面站作为服务以实现高效的轨道数据处理
标题: The Space above the Sky: Uniting Global-Scale Ground Station as a Service for Efficient Orbital Data Processing
摘要: 大型地球观测低地轨道卫星星座每天收集大量的图像数据。 这些数据量需要通过地面站传输到数据中心进行处理。 地面站即服务(GSaaS)作为一种新的云服务,为卫星运营商提供按使用付费的地面站网络访问服务。 然而,租用地面站和数据中心资源仍然会带来相当大的成本,尤其是对于大规模的卫星星座。 目前坚持使用单一GSaaS供应商的做法,由于地面站可用性有限,也存在高数据延迟和对天气变化适应性差的问题。 为了解决这些限制,我们提出了SkyGS,一种通过在多个云提供商之间联合GSaaS和云计算服务来调度通信和计算的系统。 我们将 resulting 问题建模为一个具有长期数据延迟阈值约束的系统成本最小化问题。 在SkyGS中,我们应用Lyapunov优化将长期优化问题分解为一系列不需要先验知识的实时优化问题。 由于分解后的问题仍然具有指数复杂度,我们将其转换为二分图匹配问题,并采用匈牙利算法来解决它。 我们从理论上分析了性能,并使用基于真实世界卫星、地面站和数据中心数据的现实模拟评估了SkyGS。 全面的实验表明,SkyGS可以实现高达63%的成本节约,并将平均数据延迟降低高达95%。
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