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科学研究

团队研究方向为基于算力路由的多源协同计算策略,属于计算机与网络交叉的前沿方向,瞄准卫星集群、无人机集群、物联网、车联网等大规模、弱能力、无中心的集群,研究多点无中心分散式协同策略,实现多点计算能力的协同增强,解决算力网络化问题,实现任何人从任何地点在任何时间都可以获取到合适的算力资源,为未来的低轨卫星星座、无人机组网、蜂群无人机、大规模物联网等应用场景奠定基础。

一、基于算力路由的卫星分散式在轨协同计算

       当前,地面单位对算力的需求不断扩展;即使身处海洋、沙漠、戈壁、外太空等传统算力难以覆盖的场景,地面单位也希望能够得到实时、无缝、高效的计算服务,解决如轨迹预测、目标识别等用户任务。为了满足地面单位不断增长的算力需求,通过卫星将前线数据回传至地面云中心,是一种较为成熟的解决办法。但是在此过程中,卫星仅用于数据透明转发,计算任务需要经历回传的多个步骤,极大的增加了用户任务的服务时延,难以满足用户需求。
       为了解决这一问题,人们提出天基算力优先网络(Computing First Network, CFN),利用天基卫星集群协同计算,为地面、飞行物、空间站、船舶等ZZ单位提供全天候、全地形、强实时、无缝计算服务,实现ZZ单位在全球任意时间、任意地点得到实时的算力支撑,实现真正的“太空计算机”,提升用户服务能力。但是,由于天基卫星集群的特殊性,天基CFN需要解决高动态、弱连接和无中心等带来的协同计算难题。
       本科研方向拟研究一种基于算力路由的卫星在轨分散式协同计算方法,依托节点算力指标构建任务执行的应用层路由,联合参与计算的多个计算节点,集中算力提供服务。分散计算将众多物理节点中闲散的计算、存储资源集中起来,为单一任务提供协同计算;与分布式计算不同,分散计算可以存在中心节点负责任务编排、分解和汇聚,也可以不存在中心节点,其服务能力只与参与协同的物理节点数目有关,任意节点的缺失都不会影响任务完成,具有极强的弹性和抗毁性,其计算的灵活性、可靠性和高效性得到了很大程度的提升,能够支撑自组织、自分割和自愈合的计算服务。