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专利号: 2021100773777
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述分配方法包括TSN控制器收集TSN终端的业务需求,为所有TSN终端分配无线时隙资源,根据无线时隙资源的分配结果确定有线链路资源;以网络中TSN终端之间端到端最小平均时延为优化目标,将无线时隙资源和有线链路资源分别与TSN终端的时延关系建立出时隙分配模型;即分别计算出任意TSN数据流在一个超帧内所有数据包在有线侧和无线侧的时延;计算出TSN终端之间端到端的平均时延;最小化所述TSN终端之间端到端的平均时延下,建立出包括无线阶段中单个时隙的长度的第一约束条件,时隙与TSN终端关系的第二约束条件,TSN终端在每个子周期内分配的时隙数量的第三约束条件,以及TSN终端的TSN数据流的平均时延与TSN终端之间端到端的平均时延之间的第四约束条件;采用整数非线性规划算法对所述时隙分配模型快速求解,求解出有线无线融合的时隙分配方案;也即采用在初始时,给定网络中的TSN终端数量、每个TSN终端的权重、无线传输速率以及每个TSN终端在各自周期内的业务量大小,采用整数非线性规划算法求解出满足端到端的最小平均时延要求以及达到最大迭代次数的TSN终端之间端到端的平均时延结果。

2.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述分配方法按照无线时隙资源中超帧的周期长度循环执行,其中所述超帧的周期长度设置为所有TSN数据流循环周期的最小公倍数。

3.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述TSN终端之间端到端的平均时延的计算公式表示为:其中, 表示TSN终端di传输到TSN终端dn之间端到端的平均时延; 表示TSN终端di传输到TSN终端dn所对应的在一个超帧内所有数据包在有线侧的时延; 表示TSN终端di传输到TSN终端dn所对应的在一个超帧内所有数据包在无线侧的时延;H表示无线时隙资源中超帧的周期长度;Ti表示TSN数据流的发送周期。

4.根据权利要求3所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述TSN终端di传输到TSN终端dn所对应的在一个超帧内所有数据包在有线侧的时延的计算公式表示为:其中,h表示路由跳数;xi,m为网络给每个终端di在子周期m内分配的时隙个数; 表示交换机内部处理时延; 表示有线侧的传播时延;B表示带宽; 为TSN终端di在其循环周期内的数据量。

5.根据权利要求3所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述TSN终端di传输到TSN终端dn所对应的在一个超帧内所有数据包在无线侧的时延的计算公式表示为:其中, 表示数据包产生时刻与分配到无线时隙之间的时间段; 为TSN终端di在其循环周期内的数据量;v表示无线传输速率;xi,m为网络给每个终端di在子周期m内分配的时隙个数; 表示无线侧的传播时延。

6.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述无线阶段中单个时隙的长度的第一约束条件包括:C1:

其中,Tp表示无线阶段中的单个时隙长度;αi表示分配给TSN终端di的权重;Tg为时隙中的保护间隔长度; 为TSN终端di在其循环周期内的数据量;N表示TSN终端数量;k表示无线时隙资源中超帧的时隙数目;H表示无线时隙资源中超帧的周期长度;Ti表示TSN数据流的*发送周期;N表示正整数。

7.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述时隙与TSN终端关系的第二约束条件包括:C2:

其中,zi,j∈{0,1}表示时隙j是否属于终端di,zi,j=1为时隙j属于终端di,反之则不属于终端di;N表示TSN终端数量;k表示无线时隙资源中超帧的时隙数目。

8.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络时隙分配方法,其特征在于,所述TSN终端在每个子周期内分配的时隙数量的第三约束条件包括:C3:

其中,xi,m为网络给每个终端di在子周期m内分配的时隙个数;zi,j∈{0,1}表示时隙j是否属于终端di,zi,j=1为时隙j属于终端di,反之则不属于终端di;k表示无线时隙资源中超帧的时隙数目;H表示无线时隙资源中超帧的周期长度;Ti表示第i个子周期。