融合网络中业务数据流的传输控制方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种融合网络中业务数据流的传输控制方法、系统和装置，所述方法包括：针对融合网络中待调度的若干TSN数据流，计算每条数据流的最佳传输路径，以及每条数据流的最佳传输路径上各链路的延时；根据每条数据流的优先调度级以及约束条件，生成若干数据流调度方案；根据每条数据流的最佳传输路径及链路的延时，基于量子粒子群算法从生成的若干数据流调度方案中选择出最优数据流调度方案；根据选择出的最优数据流调度方案，控制各数据流的传输。应用本发明专利技术可以大幅减少流传输时延，对融合网络的传输效率具有显著提高。合网络的传输效率具有显著提高。合网络的传输效率具有显著提高。

【技术实现步骤摘要】
融合网络中业务数据流的传输控制方法、系统和装置


[0001]本专利技术涉及网络
，特别是指一种融合网络中业务数据流的传输控制方法、系统和装置。

技术介绍

[0002]随着电网业务的大力发展，目前电力业务种类繁多，通信需求各异，单一网络无法满足不同业务对于服务质量的工业化需求，亟待通过融合多种异构网络资源为电网提供安全、可靠、实时的通信服务。一种以5G技术为主体，多种无线通信体制融合的电力广覆盖多无线通信体制融合网络被广泛研究。电力5G融合网络通过引入多链路融合通信终端实现对末梢业务终端的灵活延伸与广泛覆盖成为重要发展方向，多链路融合终端向上通过5G经过5G基站或有线等方式接入核心网，进而接入业务系统。向下利用业务末端原有通信手段与业务终端进行通信，提升电力业务覆盖能力，全面提升电力业务通信可靠性。
[0003]以5G技术为主体，多种无线通信体制融合的电力5G融合网络在为业务的网络接入带来更多选择的同时也带来了管控的复杂性，随着电力业务的需要，电力5G融合网络中传输的数据量增大、数据种类变多、复杂性变大，对网络的开放性、易用性以及数据传输的实时性有了更高的要求。电力5G融合网络中，网络资源的维度、数据的传输需求、传输策略与调度机制各不相同，目前的融合网络中，缺少面向时延的高效传输控制方法，如何执行高效率、高质量的传输控制，保障网络中不同类型数据的低延迟、确定性传输，实现从接入网、承载网到核心网的路径部署和网络高效传输控制，对于电力5G融合网络应用于电力业务的效能至关重要。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种融合网络中业务数据流的传输控制方法、系统和装置，可以大幅减少流传输时延，对融合网络的传输效率具有显著提高。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供一种融合网络中业务数据流的传输控制方法，包括：
[0006]针对融合网络中待调度的若干TSN数据流，计算每条数据流的最佳传输路径，以及每条数据流的最佳传输路径上各链路的延时；
[0007]根据每条数据流的优先调度级以及约束条件，生成若干数据流调度方案；
[0008]根据每条数据流的最佳传输路径及链路的延时，基于量子粒子群算法从生成的若干数据流调度方案中选择出最优数据流调度方案；
[0009]根据选择出的最优数据流调度方案，控制各数据流的传输。
[0010]较佳地，所述计算每条数据流的最佳传输路径，具体包括：
[0011]基于双向启发代价搜索算法，计算每条数据流的最佳传输路径。
[0012]较佳地，在基于双向启发代价搜索算法，计算每条数据流的最佳传输路径时，节点n的估计值根据节点n的路径成本值与预估代价值计算得到；
[0013]其中，节点n的路径成本值为
[0014]其中，G(i,j)表示发送端节点到节点n的路径中的链路e
ij
的成本值，表示发送端节点和节点n间的链路e
ij
的剩余带宽值，表示链路e
ij
上的TSN数据流数量；ΣG(i,j)表示发送端节点到节点n的路径中各链路的成本值之和；
[0015]其中，节点n的预估代价值为节点n和接收端节点之间的最短跳数值。
[0016]较佳地，所述基于量子粒子群算法从所述若干数据流调度方案选择出最优数据流调度方案，具体包括：
[0017]将生成的若干数据流调度方案，分别对应所述量子粒子群算法中各粒子；
[0018]定义所述粒子的适应度函数为该粒子所对应的数据流调度方案中各数据流到达目的节点所需时间的总和；其中，所述数据流到达目的节点所需时间是根据该数据流的最佳传输路径及链路的延时；
[0019]设置规则：根据所述粒子的适应度函数计算出的该粒子的适应度值越小，该粒子的位置越优；
[0020]根据定义的适应度函数和设置的规则，应用量子粒子群算法计算出具有最优位置的粒子；
[0021]将具有最优位置的粒子所对应的数据流调度方案，作为选择出的最优数据流调度方案。
[0022]本专利技术还提供一种融合网络中业务数据流的传输控制装置，设置于流传输控制中心，包括：
[0023]传输路径计算模块，用于针对融合网络中待调度的若干TSN数据流，计算每条数据流的最佳传输路径；
[0024]链路延时计算模块，用于针对每条数据流，计算该条数据流的最佳传输路径上各链路的延时；
[0025]调度方案生成模块，用于根据每条数据流的优先调度级以及约束条件，生成若干数据流调度方案；
[0026]调度方案选择模块，用于根据每条数据流的最佳传输路径及链路的延时，基于量子粒子群算法从所述若干数据流调度方案选择出最优数据流调度方案；
[0027]传输控制模块，用于根据选择出的最优数据流调度方案，控制各数据流的传输。
[0028]本专利技术还提供一种融合网络中业务数据流的传输控制系统，包括：融合终端、基站、TSN交换机、流传输控制中心、移动边缘计算MEC设备、网关，以及还包括：如上所述的流传输控制中心；其中，
[0029]所述基站用于接收到所述融合终端传输的数据流，并将接收的数据流经过所述MEC设备进行TSN数据流格式转换，产生TSN数据流；进而将产生的TSN数据流通过所述网关发送到由所述TSN交换机组成的5G核心网；
[0030]所述流传输控制中心用于控制5G核心网中TSN数据流的传输。
[0031]本专利技术还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时用于实现上述的融合网络中业务数据流的传输控制方法的步骤。
[0032]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序可被至少一个处理器所执行，以使所述至少一个处理器执行上述的融合网络中业务数据流的传输控制方法的步骤。
[0033]本专利技术技术方案中，针对融合网络中待调度的若干TSN数据流，计算每条数据流的最佳传输路径，以及每条数据流的最佳传输路径上各链路的延时；根据每条数据流的优先调度级以及约束条件，生成若干数据流调度方案；根据每条数据流的最佳传输路径及链路的延时，基于量子粒子群算法从生成的若干数据流调度方案中选择出最优数据流调度方案；根据选择出的最优数据流调度方案，控制各数据流的传输。由于基于量子粒子群算法可以使得整个TSN网络的流量调度总时间尽可能的少，从而可以大幅减少流传输时延，对融合网络的传输效率具有显著提高。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例提供的一种融合网络中业务数据流的传输控制系统的架构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合网络中业务数据流的传输控制方法，其特征在于，包括：针对融合网络中待调度的若干TSN数据流，计算每条数据流的最佳传输路径，以及每条数据流的最佳传输路径上各链路的延时；根据每条数据流的优先调度级以及约束条件，生成若干数据流调度方案；根据每条数据流的最佳传输路径及链路的延时，基于量子粒子群算法从生成的若干数据流调度方案中选择出最优数据流调度方案；根据选择出的最优数据流调度方案，控制各数据流的传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每条数据流的最佳传输路径，具体包括：基于双向启发代价搜索算法，计算每条数据流的最佳传输路径。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于双向启发代价搜索算法，计算每条数据流的最佳传输路径时，节点n的估计值根据节点n的路径成本值与预估代价值计算得到；其中，节点n的路径成本值为其中，G(i,j)表示发送端节点到节点n的路径中的链路e
ij
的成本值，表示发送端节点和节点n间的链路e
ij
的剩余带宽值，表示链路e
ij
上的TSN数据流数量；ΣG(i,j)表示发送端节点到节点n的路径中各链路的成本值之和；其中，节点n的预估代价值为节点n和接收端节点之间的最短跳数值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于量子粒子群算法从所述若干数据流调度方案选择出最优数据流调度方案，具体包括：将生成的若干数据流调度方案，分别对应所述量子粒子群算法中各粒子；定义所述粒子的适应度函数为该粒子所对应的数据流调度方案中各数据流到达目的节点所需时间的总和；其中，所述数据流到达目的节点所需时间是根据该数据流的最佳传输路径及链路的延时；设置规则：根据所述粒子的适应度函数计算出的该粒子的适应度值越小，该粒子的位置越优；根据定义的适应度函数和设置的规则，应用量子粒子群算法计算出具有最优位置的粒子；将具有最优位置的粒子所对应的数据流调度方案，作为选择出的最优数据流调度方案。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文帝，蒋承伶，欧清海，朱红，王艳茹，王舒凡，邵苏杰，纪业，章林，李志毅，宋继高，马文洁，刘卉，郭少勇，张洁，亓峰，孔祥余，祁维武，杨颖琦，练家兴，
申请(专利权)人：北京中电飞华通信有限公司国网江苏省电力有限公司国网信息通信产业集团有限公司北京邮电大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：