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专利号: 2021101063239
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:2024-02-26
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队列管理调度方法,其特征在于,所述方法包括将卫星内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中;根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将所述无线TDMA帧存储到对应缓存队列中;在缓存队列占用的总存储空间满足全局限制阈值下,按照时间戳反馈机制将非TSN流的数据包进行入队管理,为TSN流的数据包打上入队时间戳后进行入队管理,也即队列管理模块设计出周期性定时器,在周期T内统计当前队列数据发送量;所述周期性定时器溢出后,采用低通滤波器加权的方法计算当前出队列速率;入队管理模块提取出非TSN列表中所有数据包的最大存活字段,求取出队列中数据包的平均存活时间;判断数据包平均存活时间与无线链路传播时延之差与当前队列时延队列的大小,若小于或等于当前队列时延,则从队列头部丢弃数据包,若不成立,则按照出队规则调度数据包;出队调度时判断当前时隙是否属于本卫星节点,若是,则采用动态时延控制调度算法调度各类数据包,包括如下:步骤1:TSN网关在每个时隙读取自身的身份标识,判断当前时隙是否属于本卫星节点;

步骤2:若通过身份标识确定当前时隙属于本卫星节点,对TSN列表进行轮询,循环检测TSN帧逗留时延D;

步骤3:若D>Dnomal,则判断当前正在传输的是否为有线非TSN帧,若是,则令TSN帧抢占非TSN帧资源调度当前数据包,若否,则等待所述有线TSN帧调度结束,再调度当前数据包;

步骤4:若D≤Dnomal,则从TSN列表头部轮询队列出栈操作,每次取数据包的数据量不超过队列字节阈值F;

步骤5:当出队完成后,从更新后的循环列表中删除该出队的队列;

步骤6:当TSN列表为空时,则开始从非TSN列表进行轮询调度,从非TSN列表头部开始轮询队列,首先判断队列的F值是否为负值,若为负值,则重新赋予一个F值,然后跳过该队列,对下一个队列进行出队操作;

步骤7:如果队列的F值为正值,则直接出队列数据包,并从F中减去调度出数据包的字节量,更新该队列剩余数据包的F,并将该队列移动到非TSN列表的尾部,从而完成一次轮询调度返回步骤1;

其中,Dnomal表示正常情况的排队时延。

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队列管理调度方法,其特征在于,所述将卫星内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中包括卫星内部有线侧数据经过TSN交换机到达TSN网关接收端口时,将有线TSN帧转换为802.11无线帧,将VLAN标签中的pcp优先级字段映射到无线TDMA帧的QoS字段,并且将自定义的数据包最大存活依次映射到无线TDMA帧中。

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队列管理调度方法,其特征在于,所述根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将所述无线TDMA帧存储到对应缓存队列中包括根据无线TDMA帧中的目的地址判断所述数据包所属的目的卫星,根据QoS字段占用的位数确定每个所属的卫星的队列数量;根据QoS值的大小存放到相应的缓存队列中。

4.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队列管理调度方法,其特征在于,判断所述在缓存队列占用的总存储空间满足全局限制阈值下之前还包括入队管理模块判断当前数据包是否为TSN流,若为TSN流,则获取内核TSF时钟,为数据包打上入队时间戳后入队;若为非TSN流,则直接入队。

5.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队列管理调度方法,其特征在于,所述按照时间戳反馈机制将非TSN流的数据包进行入队管理之前包括按照无线TDMA帧中QoS值设置出循环列表,包括TSN列表和非TSN列表;将无线TDMA帧中QoS值为特定值的缓存队列放在TSN列表中,将其他缓存队列放在非TSN列表中;检查各个缓存队列占用的总存储空间是否超过全局限制阈值,若没有超过,则对TSN列表和非TSN列表中的缓存队列进行入队操作;若超过所述全局限制阈值;则对非TSN列表中最长的缓存队列进行数据包的丢弃,然后再对TSN列表和非TSN列表中的缓存队列进行入队操作。

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队列管理调度方法,其特征在于,所述队列字节阈值F满足 其中, 为TSN流s在每个发送周期Ti的数据量。

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队列管理调度方法,其特征在于,所述正常情况的排队时延的计算公式表示为:其中,M为TSN列表中队列数目; 表示TSN流s在每个发送周期Ti的数据量;Ti表示每条TSN流的发送周期;V为无线传输速率; 表示TSN终端di在周期Ti内数据量发送时延。

8.根据权利要求7所述的一种有线无线融合的卫星时间敏感网络队列管理调度方法,其特征在于,所述每条TSN流的发送周期与TSN终端di在周期Ti内数据量发送时延的关系包括:其中, 表示TSN流s在每个发送周期Ti的数据量。