1.一种基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配方法,其特征在于,包括:根据用户计算资源的需求总量构建分配矩阵;通过所述分配矩阵,将资源池中部分计算资源平均预分配给每个用户,所述资源池包括LEO卫星系统内所有卫星的计算资源;根据所述需求总量构建拉格朗日函数,通过拉格朗日乘子计算最优解,并基于预分配,根据所述最优解将所述资源池剩余计算资源动态分配给用户;所述根据所述需求总量构建拉格朗日函数,通过拉格朗日乘子计算最优解,包括:构建拉格朗日函数:式中, 表示系统为给用户分配的计算资源所组成的矩阵; 表示拉格朗日乘子,且满足 ; 表示增广拉格朗日函数中的罚因子,且满足 ; 表示单个卫星的计算设备每个时间帧内提供的计算资源; 表示用户计算资源需求总量;m表示用户的编号; 表示系统为用户提供的计算资源;给定初始解 、拉格朗日乘子向量初始估计值 及参数 的取值 ,将 代入到所述拉格朗日函数中,求解无约束问题 ,得到解 ;通过公式 ,更新 得到 ,并重复求解 和更新 ,直至满足 时,得到解 ,以作为优化模型 中约束问题的最优解。
2.根据权利要求1所述的基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配方法,其特征在于,所述根据用户计算资源的需求总量构建分配矩阵,包括:确定用户及资源池中的计算资源集合,分别为:根据集合 和 ,确定计算资源的分配矩阵:式中, 表示各用户对计算单元的占用状况, 和 分别表示用户和基带处理单元的编号;且 ,当 时,表示将基带处理单元 分配给用户 。
3.根据权利要求2所述的基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配方法,其特征在于,在所述根据用户计算资源的需求总量构建分配矩阵之后,还包括:初始化LEO卫星系统的系统参数,采用公式:式中,单个卫星的计算设备每个时间帧内提供的计算资源为 ,系统为用户提供的计算资源 ,各用户的计算需求量为 ;根据优化后的系统为用户提供的计算资源及用户计算资源需求总量,计算系统计算资源供需方差的最小值:式中,用户计算资源需求总量为 。
4.一种基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配系统,其特征在于,包括:矩阵构建单元,用于根据用户计算资源的需求总量构建分配矩阵;预分配单元,用于通过所述分配矩阵,将资源池中部分计算资源平均预分配给每个用户,所述资源池包括LEO卫星系统内所有卫星的计算资源;动态分配单元,用于根据所述需求总量构建拉格朗日函数,通过拉格朗日乘子计算最优解,并基于预分配,根据所述最优解将所述资源池剩余计算资源动态分配给用户;所述根据所述需求总量构建拉格朗日函数,通过拉格朗日乘子计算最优解,包括:构建拉格朗日函数:式中, 表示系统为给用户分配的计算资源所组成的矩阵; 表示拉格朗日乘子,且满足 ; 表示增广拉格朗日函数中的罚因子,且满足 ; 表示单个卫星的计算设备每个时间帧内提供的计算资源; 表示用户计算资源需求总量;m表示用户的编号; 表示系统为用户提供的计算资源;给定初始解 、拉格朗日乘子向量初始估计值 及参数 的取值 ,将 代入到所述拉格朗日函数中,求解无约束问题 ,得到解 ;通过公式 ,更新 得到 ,并重复求解 和更新 ,直至满足 时,得到解 ,以作为优化模型 中约束问题的最优解。
5.根据权利要求4所述的基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配系统,其特征在于,所述矩阵构建单元还用于,确定用户及资源池中的计算资源集合,分别为:根据集合 和 ,确定计算资源的分配矩阵:式中, 表示各用户对计算单元的占用状况, 和 分别表示用户和基带处理单元的编号;且 ,当 时,表示将基带处理单元 分配给用户 。
6.根据权利要求5所述的基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配系统,其特征在于,还包括参数优化单元,用于,初始化LEO卫星系统的系统参数,采用公式:式中,单个卫星的计算设备每个时间帧内提供的计算资源为 ,系统为用户提供的计算资源 ,各用户的计算需求量为 ;根据优化后的系统为用户提供的计算资源及用户计算资源需求总量,计算系统计算资源供需方差的最小值:式中,用户计算资源需求总量为 。
7.一种计算机终端设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储器,与所述处理器耦接,用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至3任一项所述的基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配方法。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行实现如权利要求1至3任一项所述的基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配方法。