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静态调度模型参数的定义

【摘要】:微波与激光混合链路中继卫星资源调度问题受到可见时间窗口、任务优先级、终端功耗等约束,可以看作一类多目标约束满足问题。调度方案应保证未完成任务优先级尽可能小。由于中继卫星星上存储容量限制,且调度具有一定时效性要求,调度目标要求系统资源能耗尽可能小,同时保证系统任务调度完成时间尽量短。

约束满足问题(CSP)由变量集合、变量值域范围及变量取值的限制约束集合构成,CSP的求解目标就是在各个变量的值域范围内,找到一个合适的解能够满足所有变量的限制约束。在许多计算机科学以及智能算法领域中的组合优化问题都可以描述为约束满足问题进行求解优化。

微波与激光混合链路中继卫星资源调度问题受到可见时间窗口、任务优先级、终端功耗等约束,可以看作一类多目标约束满足问题。调度方案应保证未完成任务优先级尽可能小。由于中继卫星星上存储容量限制,且调度具有一定时效性要求,调度目标要求系统资源能耗尽可能小,同时保证系统任务调度完成时间尽量短。基于以上考虑,混合系统资源调度问题可用四元组Θ0={J,M,TW,C}表示。其中,J为用户星上所有任务集合;M为天线资源集合;TW为可见时间窗口集合,TW∈[TW 1,TW 2,…,TW|J|],|J|代表任务数量,为任务i的第k个可见时间窗口,其中分别为可见时间窗口的开始和结束时间;C为约束集合,C=C t∩C w∩C s∩C temp∩C e∩C b∩C a

具体参数说明如下:

[ai,bi]:任务i的有效时间范围。

S:用户卫星集合,|S|=N,N代表用户卫星数量。

T e:所有任务完成调度的结束时刻。

J s:用户星s上发起的任务子集,s∈S。

p i:任务i的优先权值,i∈J。

M:中继卫星上天线资源集合,M代表资源数量。

n i:任务i的可见时间窗口数量,i∈J。

[T S,T E]:调度周期,T S和T E分别为调度开始时间和结束时间。

:任务i在天线m上执行的传输时间,i∈J,m∈M。

T D:调度持续时间,T D=T E-T S

st i:任务i传输开始时刻。

E B:调度初始时中继卫星上存储的能量。

Qi:中继星执行完任务i后,当前星上存储容量。

:天线m的平均功耗,m∈M。

C:中继星的总存储容量。

Switch m:天线m连续执行任务所需的切换时间,m∈M。

P g:中继卫星运行过程中获得的平均功率

qi:任务i的数据容量。

:中继卫星上的天线m连续执行任务所需的切换能耗,m∈M。

:任务调度标识符,如果任务i在第k个可见时间窗口内执行,=0;否则=1。

y ij:任务连续执行标识符,如果任务i与任务j连续执行且任务j在任务i后执行,则y ij=1;否则y ij=0。