【技术实现步骤摘要】
一种面向电力通信的时延敏感前传网流量调度方法
[0001]本专利技术涉及一种面向电力通信的时延敏感前传网流量调度方法，属于电力通信
技术介绍
[0002]目前，电力通信网是以电力系统为主要服务对象的专用通信网，是为电力行业提供保障的重要基础设施。随着电力物联网、智能电网建设的广泛推进，用于数据采集的海量终端设备分布广泛，且电力通信业务数据无论从规模上还是种类上都呈爆炸式增长，给电力通信前传网数据调度带来了巨大的压力。面向电力通信前传网的流量调度研究吸引了海内外众多学者的广泛关注，但现有研究多针对公网场景中单一类型数据进行流量调度，存在灵活性差、丢包率高、端到端时延难以保证、算法复杂等问题，无法与电力通信场景完全适配。因此，电力通信前传网流量调度问题仍面临如下挑战：
[0003]1)传统的前传网流量调度模型执行复杂度高、调度灵活性差，难以胜任前传网的流量调度需求。因此，亟需开发一种灵活的前传网调度模型与低复杂度的调度算法以适应大规模数据接入的电力通信场景。
[0004]2)不同于传统“尽力而为”的网络...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向电力通信的时延敏感前传网流量调度方法，其特征在于具体步骤为：S1、构建系统模型(1)电力通信前传网模型的构建：首先将大量电力数据采集终端遍布电力系统，并通过有线或无线的方式将其传输至附近的基站/AAU完成封装打包；(2)基于传输门控制的流量调度模型的构建：根据IEEE 802.1Qbv标准构建基于传输门控制的流量调度模型，该模型融合软件定义网络体系结构，即控制平面与数据平面相互分离，TSN控制器可感知进入网络的业务数据情况，并通过下发门控制列表的方式实现传输门的开闭控制；(3)业务数据转发时延模型的构建：数据包m从到达TSN交换机到完成传输所需的业务数据总转发时延主要包括三部分，即数据包m在缓存器中的缓存时延τ
C
、数据包m离开缓存器后在总线上串行传输时的传输时延和排队时延被表示为其中，定义缓存时延τ
C
为每个数据包到达节点时与缓存完成时的时间间隔，忽略数据包大小的影响，该时延主要取决于缓存器的硬件条件，因此，该部分时延大小固定，传输时延由数据包m的大小D
m
以及总线支持的传输速率λ决定，即数据包m占据虚拟传输位置n时的排队时延为S2、优化问题建模与转化(1)优化问题建模：针对电力通信前传网络中的流量调度问题，本发明考虑不同电力通信业务的优先级，定义数据包m占据虚拟传输位置n时的效用函数U
m,n
，以优化业务数据总转发时延，其表达式为U
m，n
＝α
m
/τ
m，n
其中，α
m
表示不同电力业务数据的调度优先级，优先级越高，即α
m
越大，该业务数据包转发时排列靠前的可能性越大；(2)优化问题转化：将问题P1转化为电力业务数据包与VTP之间的一对一匹配问题，通过不断的交换迭代实现双向稳定匹配关系的建立，使网络整体效用最大，并定义一对一匹配函数θ的以下相关属性：1)且2)且且S3、基于匹配理论和QoS感知的流量调度算法基于匹配理论和QoS感知的流量调度算法，即MQFS算法的具体步骤如下：1)初始化阶段：对满足P1中所有约束条件的数据包和VTP之间进行随机匹配，随后每个数据包根据VTP位置的排列关系建立偏好列表；2)交换匹配阶段：当前已与VTP
n
建立匹配关系的每个数据包m向其偏好列表中排名最高
的VTP
l
发起匹配请求，对于与VTP
l
匹配的数据包m，如果新的交换匹配函数且满足P1中所有约束，则用新的匹配替换原始匹配θ，否则，θ保持不变，数据包m将VTP
l
移动至偏好列表的最后且不会向它发起交换请求；重复该过程直至完成所有的交换匹配；3)匹配结果转化阶段：根据交换匹配的最终匹配结果更新数据包m与VTP
n
的最终索引关系矩阵{φ
m,n
}，TSN控制器根据匹配结果依次打开传输门，使所有的数据包按顺序通过，完成当前所有数据包转发后，进入下一调度周期。2.根据权利要求1所述的一种面向电力通信的时延敏感前传网流量调度方法，其特征在于：S1步骤(1)中所述基...
【专利技术属性】
技术研发人员：周振宇，陈亚鹏，刘晨，韩东升，赵雄文，戚银城，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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