一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法技术

本发明专利技术提供了一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法，具体包括以下步骤：用复杂网络来描绘终端功能及其之间的数据关系；考虑了物联网终端的共享数据的实时性需求的情况下，确定关键功能节点；以关键功能节点作为自支配节点，并以此为基础构造复杂网络拓扑核心子网；最后依据核心子网定义，进行功能部署优化和通信资源分配。本发明专利技术考虑了物联网终端的共享数据的实时性需求的情况下，最优化分配功能间的数据共享链路和资源，因此具有更高的经济性和鲁棒性。济性和鲁棒性。济性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法


[0001]本专利技术属于工业互联网
，特别涉及一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法。

技术介绍

[0002]随着5G技术和工业物联网技术的融合，5G作为现有工业互联网的基础设施，已经开始显示出巨大的推动作用。在电力感知层接入网侧，比如变电站、电力生成领域、城市密集配电区域结合运营商部署密集超小区的超密集网络正成为5G网络的发展趋势之一。现有的5G网络切片管理架构主要是以管理核心网网络切片为主设计的，结合软件定义网络SDN和网络功能虚拟NFV技术实现5G核心网切片，以实现工业控制数据共享的实时性需求。
[0003]目前的工业互联网，往往采用分层结构，数据共享以报文方式进行交互。以数字化变电站为例，被划分为站控层、间隔层和站控层。子站按功能需求分别划分到站控层和过程层，与主站功能相对应，站控层主要实现数据采集和监视控制、告警及信息交互功能，包含站域控制、通信系统、监视控制系统、电能量采集和保护信息管理等。间隔层网络是智能终端与保护、测控及录波装置进行信息沟通的重要桥梁。间隔层网络重点传输的是SMV和GOOSE。其中SMV报文用于周期性向保护等装置发送采样信号，数据流量大的同时对实时性有一定要求；GOOSE报文用于发送跳闸、控制命令，状态信息等，量较小但对实时性要求很高。“三层两网”的分层分布结构使得配电网数据流在通信系统的层内和层间均有交换传送。对数据共享的报文要求也可以按实时性进行划分。
[0004]目前的技术都以提高接入侧的资源利用率备为重点关注方向。在5G超密集部署场景下，实现实时数据交换对资源的要求较高，端到端切片管理因为接入侧的无线资源划分变得更加复杂。如何寻求快速、高鲁棒性的资源分配算法，满足不同类型切片的差异化定制化需求的同时，满足工业控制的实时性仍然是亟需解决的难题。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法，具有更高的实时性和经济性。
[0006]本专利技术具体为一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1：确定物联网终端功能及其之间的数据关系，并用复杂网络进行描绘；
[0008]其中物联网终端功能为特定工作模式下，物联网终端根据共享数据输入而产生的共享数据输出或者控制动作；可以分解为最小可实现功能，并形成一个功能集合。
[0009]其中节点包括：可重新分配节点和不可重新分配的节点；可重新分配节点指可以在5G网络或者物联网终端网络间重新设定的功能，主要指参与共享数据的计算、决策等功能，而不可重新分配的节点指受限于终端硬件或者固定设置的控制、物理量采集等功能。
[0010]进一步地把功能抽象成简单的节点，把功能之间的共享数据抽象为边。
[0011]其中共享数据链路在考虑通信报文实时性的要求下，按实时性要求程度，可以划分为多个等级，该等级对应5G网络进行通信资源的分配的实时性要求。
[0012]进一步地复杂网络可以表征为由不可重新分配的节点V
f
与可重新分配节点V
d
与边集E，构成的图G(V,E)。节点数记为N＝|V|，边数记为M＝|E|，该网络为有向网络加权网络。
[0013]S2：考虑了物联网终端的共享数据的实时性需求的情况下，确定识别关键功能节点；
[0014]可以使用度中心度，紧密中心度，中介中心度几个指标或者是该几个指标的结合评判节点位置重要度。
[0015]S3：以最小化实时链路需求为目标，以关键功能节点为基础构造复杂网络拓扑核心子网；核心子网构造过程可以描述为图论中连通支配集的求解算法，有多种贪婪算法可以实现。
[0016]S4：根据核心子网执行物联网终端功能和链路资源分配。
[0017]所述物联网终端数据共享方法包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上文的方法步骤。
[0018]所述物联网终端数据共享方法提供了一种计算机存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上文的方法步骤。
[0019]与现有技术相比，有益效果是：本专利技术考虑了物联网终端的共享数据的实时性需求的情况下，分配功能间的数据共享链路，因此与传统通信资源分配策略相比，具有更高的实时性和经济性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例的物联网终端数据共享系统示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例考虑实时性的物联网终端数据共享方法流程示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法的具体实施方式做详细阐述。
[0023]如图1所示，为本专利技术实施例的物联网终端数据共享系统结构。
[0024]如图2所示，本实施例提供了一种考虑实时性的物联网终端数据共享方法，具体包括以下步骤：
[0025]S1：确定物联网终端功能及其之间的数据关系，并用复杂网络进行描绘；
[0026]其中物联网终端功能为特定工作模式下，物联网终端根据共享数据输入而产生的共享数据输出或者控制动作；可以分解为最小可实现功能，并形成一个功能集合。
[0027]其中节点包括：可重新分配节点和不可重新分配的节点；可重新分配节点指可以在5G网络或者物联网终端网络间重新设定的功能，主要指参与共享数据的计算、决策等功能，而不可重新分配的节点指受限于终端硬件或者固定设置的控制、物理量采集等功能。
[0028]进一步地把功能抽象成简单的节点，把功能之间的共享数据抽象为边。
[0029]其中共享数据链路在考虑通信报文实时性的要求下，按实时性要求程度，可以划分为多个等级，该等级对应5G网络进行通信资源的分配的实时性要求。
[0030]如电力配网系统可以按照业务等级来设定实时性要求；如下表：
[0031]报文实时等级
[0032][0033]进一步地复杂网络可以表征为由不可重新分配的节点V
f
与可重新分配节点V
d
与边集E，构成的图G(V,E)。节点数记为N＝|V|，边数记为M＝|E|，该网络为有向网络加权网络。
[0034]S2：考虑了物联网终端的共享数据的实时性需求的情况下，确定关键功能节点；
[0035]可以使用度中心度，紧密中心度，中介中心度几个指标或者是该几个指标的结合评判节点位置重要度。
[0036]其中度中心度测量网络中某点与所有其它节点相联系的程度，度中心度越高，节点越重要。可表示为：G
DN
＝k/(N
‑
1)。
[0037]其中紧密中心度反映网络中某节点与其他节点之间的接近程度，紧密中心度越大，表明节点越处于网络的中心位置，节点越重要。定义节点i到节点j的最短路径中包含边的数量为d...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法，其特征在于，所述5G物联网终端数据共享方法包括以下步骤：S1：确定物联网终端功能及其之间的数据关系，并用复杂网络进行描绘；所述物联网终端功能为特定工作模式下，物联网终端根据共享数据输入而产生的共享数据输出或者控制动作；可以分解为最小可实现功能，并形成一个功能集合；把功能抽象成简单的节点，把功能之间的共享数据抽象为边；复杂网络可以表征为由不可重新分配的节点V
f
与可重新分配节点V
d
与边集E，构成的图G(V,E)，节点数记为N＝|V|，边数记为M＝|E|，所述复杂网络为有向网络加权网络；S2：考虑物联网终端的共享数据的实时性需求的情况下，确定识别关键功能节点；S3：以最小化实时链路需求为目标，以关键功能节点为基础构造复杂网络拓扑核心子网；S4：根据所述核心子网执行物联网终端功能和链路资源分配。2.根据权利要求1所述的一种考虑实时性的5G物联网终端数据共享方法，其特征在于，所述节点包括：可重新分配节点和不可重新分配的节点；所述可重新分配节点指可以在5G网络或者物联网终端网络间重新设定的功能，主要指参与共享数据的计算、决策等功能；所述不可重新分配的节点指受限于终端硬件或...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈雨生，荀思超，肖红谊，王海军，徐明，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司，
类型：发明
国别省市：