東漢徐岳《數(shù)術記遺》
計數(shù)之要，必資計算。
計算第一次作為獨立術語出現(xiàn)，是記載中國古代珠算之法(李國杰院士，《計算的魅力》)。彼時，計算站在術的層面，提供的是一種工具�？v觀古今，計算通過不斷地演進和革新，有力推動著技術的進步。進入IT時代以來，計算技術更得以廣泛研究和應用落地，這其中，便有了邊緣計算。2014年，歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)提出了移動邊緣計算概念，在移動網(wǎng)絡邊緣部署計算和存儲資源，為移動網(wǎng)絡提供IT服務環(huán)境和云計算能力；2016年，中國施巍松教授團隊定義邊緣計算是在網(wǎng)絡邊緣執(zhí)行計算的一種新型計算模型；此外，還有學者為了更形象地解釋邊緣計算整體概念，提出了章魚說仿生說公司說等眾多說法，也印證了邊緣計算技術的迅猛發(fā)展。
用戶在移動通信網(wǎng)絡中連接RAN(無線接入網(wǎng))實現(xiàn)的傳統(tǒng)邊緣計算方法，在地面通信阻斷、NTN(非地面網(wǎng)絡)或其他特定場景中，服務響應中斷、用戶服務質(zhì)量明顯下降。這類完全依靠地面網(wǎng)絡的計算范式出現(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，迅速實施建設的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座，讓星地融合網(wǎng)絡快速成為全球信息化的主要趨勢，也將傳統(tǒng)邊緣計算的概念和范疇推向了太空。
衛(wèi)星星座融合移動邊緣計算技術，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源與計算資源的優(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)絡服務。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，是天基異構網(wǎng)絡信息服務的關鍵業(yè)務場景，可以實現(xiàn)廣覆蓋、高帶寬、低時延的敏捷協(xié)同和計算卸載。此類計算服務在災害救援、智慧城市、精準農(nóng)業(yè)、軍事協(xié)同等領域發(fā)揮了重要作用，滿足各類垂直任務就近計算需求，有效提升了用戶服務質(zhì)量和空間信息服務能力，這一計算范式即為本書所探討的星載邊緣計算，而此時，計算提供的是服務。
本書主要關注星載邊緣計算的整體架構、關鍵技術和驗證方法等主題，希望讀者閱讀本書后，對星載邊緣計算在天基信息服務中的作用和機理有一個宏觀且接近系統(tǒng)的掌握。本書大致內(nèi)容如下：第1章從邊緣計算的基本概念出發(fā)，討論其應用場景和特性，嘗試梳理星載邊緣計算的技術發(fā)展脈絡和內(nèi)在驅(qū)動邏輯。第2章闡述了星載邊緣計算的體系架構、部署方式和服務模式，并作為總體牽引出后續(xù)重點展開的五大關鍵技術。第3～7章從網(wǎng)絡組網(wǎng)、任務卸載、內(nèi)容緩存、質(zhì)量保障和安全防護等不同視角出發(fā)，著重介紹了各自的基本內(nèi)涵、優(yōu)化方法和技術細節(jié)，對研究者較為關心的分域進行了詳細探討。第8章是對星載邊緣計算驗證平臺、驗證流程和方法的闡述，其以本書團隊構建的典型應用場景為基礎，從軟件仿真和半實物系統(tǒng)測試兩個維度進行驗證和結(jié)論分析。第9章則對星載邊緣計算領域的未來發(fā)展趨勢進行了初步的展望和設想，旨在拋磚引玉，以期引起更多學者的關注與探討。
本書由上海航天電子通訊設備研究所，聯(lián)合北京航空航天大學和中國科學院軟件研究所等高校、科研機構的技術專家、教授、學生組成的寫作團隊共同完成，編寫過程中參考了國內(nèi)外許多學者的著作，引用了其中的觀點和數(shù)據(jù)，在此一并表示由衷的感謝。同時，本書出版的策劃和編輯工作得到了上海科學技術出版社的大力支持，在此同樣致以誠摯的謝意。
由于作者學識水平有限，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