SateLight：面向卫星计算的卫星应用更新框架
软件工程
2025-09-17 v1
摘要
卫星计算是一种新兴范式，使卫星能够在 onboard 执行处理任务 (即 \textit{satellite applications})，从而减少对地面系统的依赖并提高响应速度。然而，在此背景下启用应用程序软件更新仍是一个根本性挑战，由于应用程序的异构性、地面到卫星的带宽有限以及严酷的太空条件。现有的软件更新方法主要为陆基系统设计，无法解决这些限制，因为它们假设计算资源丰富且连接稳定。为填补这一差距，我们提出了 SateLight，一个为卫星计算量身定制的实用且有效的卫星应用更新框架。SateLight 利用容器化将异构应用程序封装，实现高效的部署和维护。SateLight 进一步集成了三项能力：(1) 基于内容的差分策略，可最小化通信数据量；(2) 细粒度的 onboard 更新设计，用于重构目标应用程序；(3) 基于图层的容错恢复机制，以确保在易故障的太空条件下的可靠性。实验结果在包含 10 个代表性卫星应用程序的卫星模拟环境中表明，SateLight 在传输延迟方面相较于当前最佳基准平均降低 56.54%，最高可降低 91.18%。它还能确保所有评估应用程序始终保持 100% 的更新正确性。此外，针对一个真实在轨卫星的案例研究表明了我们方法的实际性。
引用
@article{arxiv.2509.12809,
title = {SateLight: A Satellite Application Update Framework for Satellite Computing},
author = {Jinfeng Wen and Jianshu Zhao and Zixi Zhu and Xiaomin Zhang and Qi Liang and Ao Zhou and Shangguang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12809},
year = {2025}
}
备注
This paper has been accepted for publication in ASE 2025!