東漢徐岳《數(shù)術(shù)記遺》
計(jì)數(shù)之要，必資計(jì)算。
計(jì)算第一次作為獨(dú)立術(shù)語出現(xiàn)，是記載中國古代珠算之法(李國杰院士，《計(jì)算的魅力》)。彼時(shí)，計(jì)算站在術(shù)的層面，提供的是一種工具�？v觀古今，計(jì)算通過不斷地演進(jìn)和革新，有力推動著技術(shù)的進(jìn)步。進(jìn)入IT時(shí)代以來，計(jì)算技術(shù)更得以廣泛研究和應(yīng)用落地，這其中，便有了邊緣計(jì)算。2014年，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI)提出了移動邊緣計(jì)算概念，在移動網(wǎng)絡(luò)邊緣部署計(jì)算和存儲資源，為移動網(wǎng)絡(luò)提供IT服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算能力；2016年，中國施巍松教授團(tuán)隊(duì)定義邊緣計(jì)算是在網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行計(jì)算的一種新型計(jì)算模型；此外，還有學(xué)者為了更形象地解釋邊緣計(jì)算整體概念，提出了章魚說仿生說公司說等眾多說法，也印證了邊緣計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展。
用戶在移動通信網(wǎng)絡(luò)中連接RAN(無線接入網(wǎng))實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)邊緣計(jì)算方法，在地面通信阻斷、NTN(非地面網(wǎng)絡(luò))或其他特定場景中，服務(wù)響應(yīng)中斷、用戶服務(wù)質(zhì)量明顯下降。這類完全依靠地面網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算范式出現(xiàn)了瓶頸，然而，疆域從來不是人類探索未知和追求真理的束縛，迅速實(shí)施建設(shè)的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座，讓星地融合網(wǎng)絡(luò)快速成為全球信息化的主要趨勢，也將傳統(tǒng)邊緣計(jì)算的概念和范疇推向了太空。
衛(wèi)星星座融合移動邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源與計(jì)算資源的優(yōu)化匹配、有效協(xié)同，推動網(wǎng)算資源集約部署和跨域共享，從而賦能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。其中，利用低軌星座向陸域、海域、空域等各域用戶提供無縫覆蓋、隨遇接入和按需服務(wù)，是天基異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)場景，可以實(shí)現(xiàn)廣覆蓋、高帶寬、低時(shí)延的敏捷協(xié)同和計(jì)算卸載。此類計(jì)算服務(wù)在災(zāi)害救援、智慧城市、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、軍事協(xié)同等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，滿足各類垂直任務(wù)就近計(jì)算需求，有效提升了用戶服務(wù)質(zhì)量和空間信息服務(wù)能力，這一計(jì)算范式即為本書所探討的星載邊緣計(jì)算，而此時(shí)，計(jì)算提供的是服務(wù)。
本書主要關(guān)注星載邊緣計(jì)算的整體架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和驗(yàn)證方法等主題，希望讀者閱讀本書后，對星載邊緣計(jì)算在天基信息服務(wù)中的作用和機(jī)理有一個(gè)宏觀且接近系統(tǒng)的掌握。本書大致內(nèi)容如下：第1章從邊緣計(jì)算的基本概念出發(fā)，討論其應(yīng)用場景和特性，嘗試梳理星載邊緣計(jì)算的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)和內(nèi)在驅(qū)動邏輯。第2章闡述了星載邊緣計(jì)算的體系架構(gòu)、部署方式和服務(wù)模式，并作為總體牽引出后續(xù)重點(diǎn)展開的五大關(guān)鍵技術(shù)。第3～7章從網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、任務(wù)卸載、內(nèi)容緩存、質(zhì)量保障和安全防護(hù)等不同視角出發(fā)，著重介紹了各自的基本內(nèi)涵、優(yōu)化方法和技術(shù)細(xì)節(jié)，對研究者較為關(guān)心的分域進(jìn)行了詳細(xì)探討。第8章是對星載邊緣計(jì)算驗(yàn)證平臺、驗(yàn)證流程和方法的闡述，其以本書團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的典型應(yīng)用場景為基礎(chǔ)，從軟件仿真和半實(shí)物系統(tǒng)測試兩個(gè)維度進(jìn)行驗(yàn)證和結(jié)論分析。第9章則對星載邊緣計(jì)算領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了初步的展望和設(shè)想，旨在拋磚引玉，以期引起更多學(xué)者的關(guān)注與探討。
本書由上海航天電子通訊設(shè)備研究所，聯(lián)合北京航空航天大學(xué)和中國科學(xué)院軟件研究所等高校、科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)專家、教授、學(xué)生組成的寫作團(tuán)隊(duì)共同完成，編寫過程中參考了國內(nèi)外許多學(xué)者的著作，引用了其中的觀點(diǎn)和數(shù)據(jù)，在此一并表示由衷的感謝。同時(shí)，本書出版的策劃和編輯工作得到了上海科學(xué)技術(shù)出版社的大力支持，在此同樣致以誠摯的謝意。
由于作者學(xué)識水平有限，書中難免存在偏頗或疏漏之處，敬請讀者批評指正。
作 者
2025年8月·上海