本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信，尤其涉及的是一種融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法、系統(tǒng)、智能終端和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在核電行業(yè)中，高效可靠的數(shù)據(jù)通信對于運(yùn)營安全和效率至關(guān)重要。然而，大部分核電能源行業(yè)現(xiàn)存工廠級的數(shù)據(jù)中心和控制中心依靠有線連接，其中有線網(wǎng)絡(luò)須兼容各種不同型號、不同廠家的現(xiàn)場級設(shè)備，無法統(tǒng)一工業(yè)總線或硬接線的工業(yè)數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換等方式，凸顯有線網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜、低效、昂貴和擴(kuò)展難等問題。5g技術(shù)作為一種先進(jìn)的無線通信方式，能夠提供無線域內(nèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障和高速數(shù)據(jù)傳輸。但是，目前5g技術(shù)在核電專網(wǎng)中的應(yīng)用仍受限于現(xiàn)有老舊有線網(wǎng)絡(luò)，存在連接復(fù)雜和擴(kuò)展性差等問題，致使無法有效保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院偷脱訒r，嚴(yán)重影響核電站的實(shí)時數(shù)據(jù)處理和遠(yuǎn)程控制的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法、系統(tǒng)、智能終端和介質(zhì)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃院偷脱訒r的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，包括：

3、獲取預(yù)先構(gòu)建的5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)中的原始數(shù)據(jù)流；

4、基于預(yù)設(shè)的規(guī)則對所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片操作，獲得若干不同類型的網(wǎng)絡(luò)切片；

5、基于所述網(wǎng)絡(luò)切片，將所述原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行分類，獲得若干子數(shù)據(jù)流；

6、按照預(yù)設(shè)的資源調(diào)度模型計(jì)算所有所述子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級并排序，獲得子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級序列；

7、基于所述優(yōu)先級序列生成資源分配策略，并根據(jù)所述資源分配策略執(zhí)行資源調(diào)度動作。

8、可選的，所述基于預(yù)設(shè)的規(guī)則對所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片操作，獲得若干不同類型的網(wǎng)絡(luò)切片，包括：

9、根據(jù)應(yīng)用場景需求，對所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片操作，獲得若干種類型的初始網(wǎng)絡(luò)切片；

10、設(shè)置每個所述初始網(wǎng)絡(luò)切片的配置參數(shù)，獲得若干不同類型的網(wǎng)絡(luò)切片。

11、可選的，所述方法還包括資源調(diào)度模型構(gòu)建的步驟，包括：

12、獲取任一種所述子數(shù)據(jù)流的時間敏感度、時延和帶寬；

13、基于所述時間敏感度、所述時延和所述帶寬，構(gòu)建資源調(diào)度模型。

14、可選的，在所述獲得子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級序列之后，還包括：

15、基于預(yù)設(shè)的最大延遲和預(yù)設(shè)的最小帶寬，構(gòu)建約束條件；

16、基于所述約束條件，以最大化資源利用率和最小化時延和資源成本為目標(biāo)，更新所述資源調(diào)度模型。

17、可選的，在所述基于所述優(yōu)先級序列生成資源分配策略之后，還包括：

18、定時監(jiān)測所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)性能、應(yīng)用場景需求；

19、當(dāng)所述目標(biāo)性能不滿足預(yù)設(shè)的目標(biāo)性能閾值，和/或，所述應(yīng)用場景需求發(fā)生變化時，更新所述資源分配策略。

20、可選的，所述根據(jù)所述資源分配策略執(zhí)行資源調(diào)度動作，包括：

21、根據(jù)所述資源分配策略確定當(dāng)前需要調(diào)取的若干子數(shù)據(jù)流，獲得目標(biāo)子數(shù)據(jù)流；

22、將所有所述目標(biāo)子數(shù)據(jù)流封裝為符合tsn協(xié)議格式和/或5g協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，獲得待傳輸數(shù)據(jù)包；

23、對所述待傳輸數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸，以執(zhí)行資源調(diào)度動作。

24、本發(fā)明第二方面提供一種融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

25、數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取預(yù)先構(gòu)建的5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)中的原始數(shù)據(jù)流；

26、切片模塊，用于基于預(yù)設(shè)的規(guī)則對所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片操作，獲得若干不同類型的網(wǎng)絡(luò)切片；

27、數(shù)據(jù)流分類模塊，用于基于所述網(wǎng)絡(luò)切片，將所述原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行分類，獲得若干子數(shù)據(jù)流；

28、數(shù)據(jù)流優(yōu)先級排序模塊，用于按照預(yù)設(shè)的資源調(diào)度模型計(jì)算所有所述子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級并排序，獲得子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級序列；

29、資源調(diào)度模塊，用于基于所述優(yōu)先級序列生成資源分配策略，并根據(jù)所述資源分配策略執(zhí)行資源調(diào)度動作。

30、本發(fā)明第三方面提供一種融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)至少包括目標(biāo)設(shè)備、第一tsn網(wǎng)絡(luò)模塊、5g網(wǎng)絡(luò)模塊、第二tsn網(wǎng)絡(luò)模塊、數(shù)據(jù)/控制中心模塊，其中，所述目標(biāo)設(shè)備，用于輸出5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)中的原始數(shù)據(jù)流；第一tsn網(wǎng)絡(luò)模塊，用于接收所述原始數(shù)據(jù)流，將所述原始數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為符合tsn協(xié)議格式的第一tsn數(shù)據(jù)流，并通過端側(cè)tsn網(wǎng)關(guān)將所述第一tsn數(shù)據(jù)流傳輸至5g網(wǎng)絡(luò)模塊；所述5g網(wǎng)絡(luò)模塊，用于接收所述第一tsn數(shù)據(jù)流，將所述第一tsn數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換并切片為符合5g協(xié)議格式的5g網(wǎng)絡(luò)切片，并通過網(wǎng)關(guān)將所述5g網(wǎng)絡(luò)切片傳輸至所述第二tsn網(wǎng)絡(luò)模塊；所述第二tsn網(wǎng)絡(luò)模塊，用于接收所述5g網(wǎng)絡(luò)切片，將所述5g網(wǎng)絡(luò)切片轉(zhuǎn)換為符合tsn協(xié)議格式的第二tsn數(shù)據(jù)流，并將所述第二tsn數(shù)據(jù)流發(fā)送至所述數(shù)據(jù)/控制中心模塊；所述數(shù)據(jù)/控制中心模塊，用于利用所述第二tsn數(shù)據(jù)流執(zhí)行資源調(diào)度動作并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。

31、本發(fā)明第四方面提供一種智能終端，所述智能終端包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序，所述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)任意一項(xiàng)上述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法的步驟。

32、本發(fā)明第五方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序，所述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)任意一項(xiàng)上述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法的步驟。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案的有益效果如下：

34、本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型的5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，基于該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了多種類型的具有配置不同參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)切片，滿足核電站不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，包括關(guān)鍵控制通信、安全監(jiān)測、常規(guī)運(yùn)維和緊急響應(yīng)等，其中每個網(wǎng)絡(luò)切片配置不同參數(shù)，有利于確保實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)需求的時效性和準(zhǔn)確性；提出了一種基于優(yōu)先級的資源調(diào)度算法，根據(jù)數(shù)據(jù)流的時間敏感性和優(yōu)先級，動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，確保高優(yōu)先級數(shù)據(jù)流的低延時傳輸，能夠有效提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率和系統(tǒng)性能，從而有利于提高系統(tǒng)的時效性、可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，其特征在于，所述基于預(yù)設(shè)的規(guī)則對所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片操作，獲得若干不同類型的網(wǎng)絡(luò)切片，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，其特征在于，所述方法還包括資源調(diào)度模型構(gòu)建的步驟，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，其特征在于，在所述獲得子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級序列之后，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，其特征在于，在所述基于所述優(yōu)先級序列生成資源分配策略之后，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，其特征在于，所述根據(jù)所述資源分配策略執(zhí)行資源調(diào)度動作，包括：

7.一種融合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

8.一種融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法，所述5g-tsn融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)至少包括目標(biāo)設(shè)備、第一tsn網(wǎng)絡(luò)模塊、5g網(wǎng)絡(luò)模塊、第二tsn網(wǎng)絡(luò)模塊、數(shù)據(jù)/控制中心模塊，其中，

9.一種智能終端，其特征在于，所述智能終端包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序，所述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序，所述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供的一種融合網(wǎng)絡(luò)切片資源調(diào)度方法、系統(tǒng)、智能終端和介質(zhì)，具體涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，方案包括：獲取預(yù)先構(gòu)建的5G?TSN融合網(wǎng)絡(luò)中的原始數(shù)據(jù)流；基于預(yù)設(shè)的規(guī)則對5G?TSN融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切片操作，獲得若干不同類型的網(wǎng)絡(luò)切片；基于網(wǎng)絡(luò)切片，將原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行分類，獲得若干子數(shù)據(jù)流；按照預(yù)設(shè)的資源調(diào)度模型計(jì)算所有子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級并排序，獲得子數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級序列；基于優(yōu)先級序列生成資源分配策略，并根據(jù)資源分配策略執(zhí)行資源調(diào)度動作。該方案通過生成5G網(wǎng)絡(luò)切片與TSN交換機(jī)對資源的協(xié)同調(diào)度策略，能夠確保時間敏感數(shù)據(jù)流的低延時傳輸，確保數(shù)據(jù)流按照優(yōu)先級傳輸，從而提高系統(tǒng)的時效性、可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒龍昊,胡凱,劉研,汪漪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2