有线无线资源的联合调度方法、TSN系统及可读存储介质

有线无线资源的联合调度方法、tsn系统及可读存储介质
技术领域
1.本技术涉及工业通信技术领域，更具体而言，涉及一种时间敏感网络（time sensitive networking，tsn）系统的有线无线资源的联合调度方法、tsn系统、及可读存储介质。


背景技术：

2.工业4.0旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智能工厂，其技术基础是网络实体系统及工业物联网。它包括智能工厂、智能生产和智能物流三大主题，其中智能工厂重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。为了实现生产流程的自动化、智能化，及时发现、处置异常情况，智能工厂需要部署大量传感器、执行器和控制器，并且为各种设备的交互提供通信保障。由于工业设备间的通信是高度时间敏感的，一旦设备失去控制，将可能带来巨大的破坏，造成巨大的损失，因此为其提供具有低时延和高可靠性的通信服务显得至关重要。
3.在早期的通信网络中，由于以太网具备大容量、高速率等特点，它从当时的协议中脱颖而出，被应用到了工业生产中。此后，虽然业界针对工业生产环境的特点、基于以太网提出了新的旨在满足工业通信实时性的解决方案，但这些方案从本质上来说仍然缺乏确定性和实时性。2005年，ieee 802.1成立了avb（audio/video bridging，音频视频桥接）任务组，制定了一套基于以太网的、用于实时音视频传输的协议集，它有效地解决了以太网传输的时序性、低延时和流量整形问题。2012年，avb任务组更名为tsn（time sensitive networking，时间敏感网络）任务组，在avb标准集的基础上，tsn任务组综合了多个应用领域对时间敏感通信的需求，形成了一系列标准，建立了时钟同步、数据调度和网络配置等核心机制。tsn技术可以通过以太网实现高可靠低延迟、支持同步、具有良好兼容性的确定性通信，满足了工业自动化的通信需求，解决了工业以太网标准不统一的问题，是最成熟的确定性网络技术之一。
4.通常，采用tsn技术分配通信资源时，仅在开始时根据各tsn业务信息求解一次优化问题，然后在每个调度周期内都按照同样的方式分配通信资源，当有新的tsn业务出现或者当前的tsn业务结束时，不能及时调整通信资源的分配方式，会造成新业务时延得不到满足或者通信资源浪费的情况，通信资源的分配方式灵活性较差。


技术实现要素：

5.本技术实施方式提供一种tsn系统的有线无线资源的联合调度方法、tsn系统、及可读存储介质，至少用于解决tsn系统中通信资源分配灵活性较差的问题。
6.本技术实施方式的tsn系统的有线无线资源的联合调度方法包括：步骤1：收集所述tsn系统的当前通信需求，以确定所述当前通信需求对应的调度周期；步骤2：根据所述当前通信需求，分析所述tsn系统中的通信资源的分配约束；步骤3：根据所述分配约束的分析结果，确定所述通信资源的优化模型；步骤4：求解所述优化模型，以获取分配方案；步骤5：
在所述当前通信需求对应的调度周期内，根据所述分配方案对所述通信资源进行资源分配；在所述当前通信需求对应的调度周期结束的情况下，重复步骤1至步骤5。
7.本技术实施方式的tsn系统包括tsn终端、无线传输设备、基站、控制器、集中用户配置器及集中网络配置器。所述tsn终端包括设有无线传输模块的tsn终端和未设有无线传输模块的tsn终端。所述无线传输设备与未设有无线传输模块的tsn终端连接，以使未设有无线传输模块的tsn终端连接进无线网络。所述基站与设有无线传输模块的tsn终端、所述无线传输设备均连接，以将所述tsn终端连接进所述无线网络。所述控制器与所述基站连接，以使所述控制器连接进所述无线网络。所述集中用户配置器连接进所述无线网络，并用于执行步骤1：收集所述tsn系统的当前通信需求，以确定所述当前通信需求对应的调度周期。所述集中网络配置器连接进所述无线网络，并用于执行步骤2：根据所述当前通信需求，分析所述tsn系统的通信资源的分配约束；执行步骤3：根据所述分配约束的分析结果，确定所述通信资源的优化模型；执行步骤4：求解所述优化模型，以获取分配方案；及执行步骤5：在所述当前通信需求对应的调度周期内，根据所述分配方案对所述通信资源进行资源分配；在所述当前通信需求对应的调度周期结束的情况下，重复步骤1至步骤5。
8.本技术实施方式的可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如下联合调度方法：步骤1：收集所述tsn系统的当前通信需求，以确定所述当前通信需求对应的调度周期；步骤2：根据所述当前通信需求，分析所述tsn系统中的通信资源的分配约束；步骤3：根据所述分配约束的分析结果，确定所述通信资源的优化模型；步骤4：求解所述优化模型，以获取分配方案；步骤5：在所述当前通信需求对应的调度周期内，根据所述分配方案对所述通信资源进行资源分配；在所述当前通信需求对应的调度周期结束的情况下，重复步骤1至步骤5。
9.本技术的tsn系统的有线无线资源的联合调度方法、tsn系统及可读存储介质中，每个调度周期内均分析tsn系统的当前通信需求，以根据当前通信需求确定当前通信需求对应的调度周期，保证当前通信需求对应的调度周期内的通信资源的时延得到满足且减少通信资源的浪费。再根据当前通信需求分析通信资源的分配约束，以确定每个调度周期对应的通信资源的优化模型，并求解每个调度周期内的优化模型，获取每个调度周期中的通信资源的分配方案。最后根据每个调度周期对应的分配方案分配各个调度周期内的通信资源，能够较好地根据新的通信需求的加入和当前的调度周期结束的情况，及时调整通信资源的分配方案，通信资源的分配方案灵活性较强，避免出现新的通信需求时，通信资源的时延得不到满足或者通信资源浪费的情况。
10.本技术的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实施方式的实践了解到。
附图说明
11.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本技术某些实施方式的有线无线资源的联合调度方法的流程图；图2是本技术某些实施方式的tsn系统的示意图；图3至图8是本技术某些实施方式的有线无线资源的联合调度方法的流程图；
图9是本技术某些实施方式的有线无线资源的联合调度方法中的划分无线资源块和划分有线传输时隙的示意图；图10至图16是本技术某些实施方式的有线无线资源的联合调度方法的流程图；图17是本技术某些实施方式的可读存储介质与处理器的连接示意图。
具体实施方式
12.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术的实施方式，而不能理解为对本技术的实施方式的限制。
13.请参阅图1至图3，本技术提供一种tsn系统100的有线无线资源的联合调度方法，该联合调度方法包括：02：步骤1：收集tsn系统100的当前通信需求，以确定当前通信需求对应的调度周期；03：步骤2：根据当前通信需求，分析tsn系统100中的通信资源的分配约束；04：步骤3：根据分配约束的分析结果，确定通信资源的优化模型；05：步骤4：求解优化模型，以获取分配方案；06：步骤5：在当前通信需求对应的调度周期内，根据分配方案对通信资源进行资源分配；在当前通信需求对应的调度周期结束的情况下，重复步骤1至步骤5。
14.本技术还提供一种tsn系统100，tsn系统100包括tsn终端10、无线传输设备20、基站30、控制器40、集中用户配置器（centralized user configuration，cuc）50及集中网络配置器（centralizednetworkconfiguration，cnc）60。tsn终端10包括设有无线传输模块的tsn终端11和未设有无线传输模块的tsn终端13。无线传输设备20与未设有无线传输模块的tsn终端连接，以使未设有无线传输模块的tsn终端13连接进无线网络。基站30与设有无线传输模块的tsn终端11、无线传输设备20均连接，以将tsn终端10连接进无线网络。控制器40与基站30连接，以使控制器40连接进无线网络。集中用户配置器50用于执行02中的方法。即，集中用户配置器50用于：收集tsn系统100的当前通信需求，以确定当前通信需求对应的调度周期。集中网络配置器60用于执行03、04、05和06中的方法，即，集中网络配置器60用于：根据当前通信需求，分析tsn系统100中的通信资源的分配约束；求解优化模型，以获取分配方案；根据分配约束的分析结果，确定通信资源的优化模型；在当前通信需求对应的调度周期内，根据分配方案对通信资源进行资源分配；在当前通信需求对应的调度周期结束的情况下，重复步骤1至步骤5。
15.方法02中，tsn系统100的当前通信需求包括tsn终端10与控制器40之间发送的tsn数据流，以及tsn系统100中其他数据流，例如，尽力而为（besteffort，be）流。在通信网络中，存在多种流量类型，一些流量类型，需要服务质量（qualityofservice，qos）支持。一些流量类型则没有严格的qos支持，将没有qos需求的流量类型统称为be数据流。本技术中，综合考虑tsn数据流和be数据流（非tsn数据流）的传输，避免分配给be数据流的通信资源对tsn数据流的分配造成冲突。集中用户配置器50根据收集到的tsn数据流和be数据流确定tsn系统100在一个调度周期内通信资源的分配约束，从而根据当前通信需求确定当前通信
需求对应的调度周期内的通信资源的分配方案，满足智能工厂中新业务所需的灵活性和可扩展性。
16.其中，通信资源包括无线传输部分的无线资源和有线传输部分的有线资源。本技术中，无线资源的基本调度单位为无线资源块，有线资源的基本调度单位为有线传输时隙。
17.通常，采用tsn技术分配通信资源时，仅在开始时根据各tsn业务信息求解一次优化问题，然后在每个调度周期内都按照同样的方式分配通信资源，当有新的tsn业务出现或者当前的tsn业务结束时，不能及时调整通信资源的分配方式，会造成新业务时延得不到满足或者通信资源浪费的情况，通信资源的分配方式灵活性较差。
18.本技术的tsn系统100的有线无线资源的联合调度方法及tsn系统100中，每个调度周期内均分析tsn系统100的当前通信需求，以根据当前通信需求确定当前通信需求对应的调度周期，保证当前通信需求对应的调度周期内的通信资源的时延得到满足且减少通信资源的浪费。再根据当前通信需求分析通信资源的分配约束，以确定每个调度周期对应的通信资源的优化模型，并求解每个调度周期内的优化模型，获取每个调度周期中的通信资源的分配方案。最后根据每个调度周期对应的分配方案分配各个调度周期内的通信资源，能够较好地根据新的通信需求的加入和当前的调度周期结束的情况，及时调整通信资源的分配方案，通信资源的分配方案灵活性较强，避免出现新的通信需求时，通信资源的时延得不到满足或者通信资源浪费的情况。
19.请参阅图2及图4，在某些实施方式中，联合调度方法还包括：01：部署tsn系统100中的无线网络，使tsn系统100中的控制器40通过tsn系统100中的基站30连接进无线网络，tsn系统100中设有无线传输模块的tsn终端11无线连接进无线网络，使tsn系统100中未设有无线传输模块的tsn终端13通过无线传输设备20无线连接进无线网络，及使集中用户配置器50和集中网络配置器60接入无线网络。
20.在收集tsn系统100的当前通信需求之前，需要在tsn系统100中部署无线网络。具体地，在智能工厂环境中部署无线网络以代替部分有线网络，并将无线网络当做tsn逻辑网桥使用，以简化网络结构、减少数据传输所要的跳数，从而降低数据传输时延和抖动，有利于保障tsn系统100中通信资源的qos需求。
21.如图2所示，控制器40通过基站30连接到无线网络，部分tsn终端11设有无线通信模块，可以直接连接到无线网络中，与远程的控制器40通信。未设有无线传输模块的tsn终端13通过有线网络与无线传输设备20连接，从而将未设有无线传输模块的tsn终端13连接到无线网络中，并通过无线传输设备20与远程的控制器40通信。其中，连接到一个无线传输设备20的无设有无线传输模块的tsn终端13的数目小于或等于无线传输设备20的有线出端口的数目。因此当该无线传输设备20接收到数据（如tsn数据流）后，可以立即将tsn数据流转发给相应的未设有无线传输模块的tsn终端13，而不引入额外的排队时延，从而有效降低tsn系统100中tsn数据流的传输时延。
22.网络的控制和管理由集中用户配置器50和集中网络配置器60完成，且集中用户配置器50和集中网络配置器60均连接进无线网络中。其中，用户配置器50从tsn终端10处收集tsn数据流的信息（包括发送周期、数据量和时延约束等）和tsn系统100中的be数据流的信息（包括数据量）作为tsn系统的当前通信需求，并将当前通信需求提供给集中网络配置器60，由集中网络配置器60根据当前通信需求对通信资源进行分配，从而保障各设备（tsn终
端10和控制器40）间的通信能够按要求进行。本技术中，网络控制方式采用工业物联网场景中的全集中式控制模块，以高效地利用网络资源。
23.请参阅图2及图5，在某些实施方式中，02：收集tsn系统100的当前通信需求，以确定当前通信需求对应的调度周期，包括：021：获取tsn终端10与控制器40之间的周期性的tsn数据流的集合，tsn数据流的集合包含多个tsn数据流，每个tsn数据流包括发送周期、数据量、时延约束和连接确认；023：根据tsn数据流的集合中的所有发送周期确定当前通信需求对应的调度周期；及025：获取一个当前通信需求对应的调度周期开始时，等待通过无线传输be数据流的集合，每个be数据流包括数据量。
24.集中用户配置器50还用于执行021、023及025中的方法。即，集中用户配置器50还用于：获取tsn终端10与控制器40之间的周期性的tsn数据流的集合，tsn数据流的集合包含多个tsn数据流，每个tsn数据流包括发送周期、数据量、时延约束和连接确认；根据tsn数据流的集合中的所有发送周期确定当前通信需求对应的调度周期；获取一个当前通信需求对应的调度周期开始时，等待通过无线传输be数据流的集合，每个be数据流包括数据量。
25.集中用户配置器50收集tsn终端10与控制器40之间的周期性的tsn数据流和be数据流，即，当前通信需求包括tsn数据流和be数据流。tsn终端10与控制器40之间的tsn数据流的集合包括：tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流的集合和控制器40向tsn终端10发送的tsn数据流的集合。每个tsn数据流包括发送周期、数据量、时延约束和连接确认。其中，连接确认表示tsn终端10是否需要连接到无线传输设备20再进行无线通信。be数据流的目标节点是控制器40，be数据流包括数据量。
26.具体地，由一个tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流用表示。其中，，n表示tsn终端10的数目，n+表示正整数集。例如，如图2所示，tsn终端10包括四个，则第一个tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流表示为，第二个tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流表示为，第三个tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流表示为，第四个tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流表示为。表示tsn数据流的发送周期，每个tsn数据流在发送周期开始时生成一个数据量大小为的数据包，表示tsn数据流的时延约束，时延约束小于发送周期，，表示tsn终端10是否需要先连接到无线传输设备20再进行无线通信，表示不需要，表示需要。从tsn终端10向控制器40发送的tsn数据流的集合表示为。类似地，由控制器40向一个tsn终端10发送的tsn数据流表示为，则控制器40向所有tsn终端10发送的tsn数据流的集合用表示。所有的tsn数据流构成集合。
27.集中用户配置器50根据tsn数据流的集合中的所有发送周期（包括和）确定当前通信需求对应的调度周期，从而有利于保障tsn系统100中的tsn数据流的qos需求。
28.集中用户配置器50确定当前通信需求对应的调度周期后，收集在一个当前通信需求对应的调度周期开始时，等待通过无线传输的be数据流的集合，收集的be数据流包括多个。be数据流表示为，其中，，m为be数据流的数目，每
个be数据流的数据量大小为，所有的be数据流构成集合。所有tsn数据流和所有be数据流构成集合。集中网络配置器60根据集合f中的信息分析tsn系统100的分配约束。
29.请参阅图6，在某些实施方式中，023：根据tsn数据流的集合中的所有发送周期确定当前通信需求对应的调度周期，包括：0231：根据tsn数据流的集合中的所有发送周期的最小公倍数确定当前通信需求对应的调度周期。
30.请结合图2，集中用户配置器50还用于执行0231中的方法。即，集中用户配置器50还用于：根据tsn数据流的集合中的所有发送周期的最小公倍数确定当前通信需求对应的调度周期。
31.集中用户配置器50根据tsn数据流的集合中的所有发送周期的最小公倍数作为一个当前通信需求对应的调度周期的长度，并将确定的当前通信需求对应的调度周期发送给集中网络配置器60，使得集中网络配置器60在一个当前通信需求对应的调度周期内执行一次资源分配。例如，tsn终端10的数量n=4，集合中的多个发送周期分别为、、、，集合中的多个发送周期分别为、、、，当前通信需求对应的调度周期的长度为、、、、、、和计算得到的最小公倍数。
32.请参阅图7，在某些实施方式中，当前通信需求包括tsn数据流，03：根据当前通信需求，分析tsn系统的分配约束，包括：031：根据当前通信需求，分析通信资源的唯一性约束；033：根据当前通信需求，分析通信资源的时序约束；035：根据当前通信需求，分析通信资源的分配量约束；及037：根据当前通信需求，分析tsn数据流的时延约束。
33.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行031、033、035和037中的方法。即，集中网络配置器60还用于：根据当前通信需求，分析通信资源的唯一性约束；根据当前通信需求，分析通信资源的时序约束；根据当前通信需求，分析通信资源的分配量约束；及根据当前通信需求，分析tsn数据流的时延约束。
34.集中网络配置器60根据当前通信需求以通信资源的唯一性、时序及分配量，以及tsn数据流的时延作为约束条件，构建优化模型，以保证每个tsn数据流和be数据流被分配得到的通信资源能够满足该数据流的传输，且避免tsn数据流和be数据流在有线传输部分出现冲突。
35.请参阅图8，在某些实施方式中，031：根据当前通信需求，分析通信资源的唯一性约束，包括：0311：针对无线通信部分，将当前通信需求对应的调度周期均匀划分为多个无线传输时隙；0313：将tsn系统100的可用带宽均匀划分为多个互相正交的子信道；0315：根据无线传输时隙和子信道的频域宽度确定无线资源块，无线资源块为无线通信部分中无线资源调度的基本单位；0317：针对有线传输部分，将当前通信需求对应的调度周期均匀划分为多个有线
传输时隙；及0319：限定无线资源块仅能分配给一个tsn数据流或一个be数据流，及限定有线传输时隙仅能分配给一个tsn数据流或一个be数据流。
36.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行0311、0313、0315、0317和0319中的方法。即，集中网络配置器60还用于：针对无线通信部分，将当前通信需求对应的调度周期均匀划分为多个无线传输时隙；将tsn系统100的可用带宽均匀划分为多个互相正交的子信道；根据无线传输时隙和子信道的频域宽度确定无线资源块，无线资源块为无线通信部分中无线资源调度的基本单位；针对有线传输部分，将当前通信需求对应的调度周期均匀划分为多个有线传输时隙；及限定无线资源块仅能分配给一个tsn数据流或一个be数据流，及限定有线传输时隙仅能分配给一个tsn数据流或一个be数据流。
37.集中网络配置器60以无线资源块和有线传输时隙为基本调度单位，综合考虑当前通信需求（即，tsn数据流和be数据流）的约束条件，保证所有的tsn数据流和所有的be数据流被分配得到的通信资源能够满足该流的传输。
38.请结合图9，首先，集中网络配置器60确定一个当前通信需求对应的调度周期内网络中可用于调度的通信资源（包括可用的无线资源块和有线传输时隙）。具体地，假设方法0231中确定的当前通信需求对应的调度周期的长度表示为l
lcm
，在无线通信部分，将当前通信需求对应的调度周期均匀划分为i个无线传输时隙，每个无线传输时隙的长度为t
l
(t
l
=l
lcm
/i)，i个无线传输时隙构成集合ii，其中。集中网络配置器60获取tsn系统中总的可用带宽，若获取得到的可用带宽记为bw
t
，并将可用带宽均匀划分为j个相互正交的子信道，每个子信道的频域宽度记为bw
l
(bw
l
=bw
t
/j)，j个子信道构成集合jj，其中，。再在时域和频域上进行无线资源块的划分，即，根据无线传输时隙和子信道的频域宽度确定无线资源块（resourceblock，rb），以无线资源块rb作为无线通信部分中无线资源调度的基本单位。在确定无线传输时隙的长度和子信道的频域带宽之后，即可确定每个无线资源块rb能够传输的数据量。
39.在有线传输部分，本技术提供的tsn系统中，有线连接的部分为：未设有无线传输模块的tsn终端13与无线传输设备20之间的连接，基站30与控制器40之间的连接。集中网络配置器60主要分析控制器40与其相连接的基站30之间的有线资源的分配。具体地，集中网络配置器60将当前通信需求对应的调度周期均匀划分为k个有线传输时隙，每个有线传输时隙的长度为tw(tw=l
lcm
/k)，k个有线传输时隙构成有线传输时隙的集合kk，集合kk即是控制器40与其相连接的基站30之间的有线资源，其中，。集中网络配置器60获取有线传输的传输速率，并将有线传输的传输速率记为v。
40.集中网络配置器60确定tsn系统100中的无线资源块rb和有线传输时隙之后，为了避免tsn数据流和be数据流同时在同一链路上进行传输而造成通信资源分配冲突，在一个调度周期内，集中网络配置器60限定一个无线资源块rb或有线传输时隙最多只能分配给一个流（tsn数据流或者be数据流）。
41.请参阅图10，在某些实施方式中，0315：根据无线传输时隙和子信道的频域宽度确定无线资源块，包括：03151：将持续时间为一个无线传输时隙的长度、及频域宽度为一个子信道的无线资源，确定为一个无线资源块。
42.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行03151中的方法。即，集中网络配置器60还用于：将持续时间为一个无线传输时隙的长度、及频域宽度为一个子信道的无线资源，确定为一个无线资源块。
43.请结合图9，集中网络配置器60将在时域和频域上划分得到的一个无线资源确定为一个无线资源块rb，每个无线资源块rb能够传输的数据量为l
rb
。为了便于集中网络配置器60分析通信资源的唯一性约束，用表示无线资源块rb的分配结果，其中，i=1，2，
……
，i；j=1，2，
……
，j；f∈f；当x
i,j,f
=1时表示rb
i,j
被分配给了数据流f；用表示有线传输时隙的分配结果，其中，k=1，2，
……
，k，k∈n+；f∈f；当y
k,f
=1时表示第k个有线传输时隙被分配给了数据流f。则在一个当前通信需求对应的调度周期内，一个无线资源块rb或有线传输时隙最多只能被分配给一个数据流（tsn数据流或者be数据流），可用以下公式表示：公式（1）：公式（2）：请参阅图2及图11，在某些实施方式中，033：根据当前通信需求，分析通信资源的时序约束，包括：0331：根据tsn数据流和tsn系统100的处理时延确定tsn数据流对通信资源的时序约束；及0333：根据be数据流和处理时延确定be数据流对通信资源的时序约束。
44.集中网络配置器60还用于执行0331和0333中的方法。即，集中网络配置器60还用于：根据tsn数据流和tsn系统100的处理时延确定tsn数据流对通信资源的时序约束；及根据be数据流和处理时延确定be数据流对通信资源的时序约束。
45.集中网络配置器60综合分析tsn数据流对通信资源的时序约束和be数据流对通信资源的时序约束，以确定通信资源的优化模型，提高通信资源的利用率。
46.请参阅图2及图12，在某些实施方式中，0331：根据tsn数据流和tsn系统100的处理时延确定tsn数据流对通信资源的时序约束，包括：03311：在一个当前通信需求对应的调度周期内，根据tsn数据流的发送周期将当前通信需求对应的调度周期分为多个子周期；03313：在tsn终端10需要先连接到无线传输设备20的情况下，每个子周期内，限定分配给从tsn终端13发往控制器40的tsn数据流的第一个无线资源块rb的时刻，与子周期的开始时刻之间的差值大于或等于处理时延与tsn系统100中的传输时延之和，传输时延为tsn数据流的有线传输时延；03315：在每个子周期内，限定分配给从tsn终端10发往控制器40的tsn数据流的第一个有线传输时隙的时刻，与分配给从tsn终端10发往控制器40的tsn数据流的最后一个无线资源块rb的时刻之间的差值大于或等于处理时延；及03317：在每个子周期内，限定分配给从控制器40发往tsn终端10的tsn数据流的第一个无线资源块rb的时刻，与分配给从控制器40发往tsn终端10的tsn数据流的最后一个有线传输时隙的时刻之间的差值大于或等于处理时延。
47.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行03311、03313、03315和03317中的方法。
即，集中网络配置器60还用于：在一个当前通信需求对应的调度周期内，根据tsn数据流的发送周期将当前通信需求对应的调度周期分为多个子周期；在tsn终端10需要先连接到无线传输设备20的情况下，每个子周期内，限定分配给从tsn终端13发往控制器40的tsn数据流的第一个无线资源块rb的时刻，与子周期的开始时刻之间的差值大于或等于处理时延与tsn系统100中的传输时延之和，传输时延为tsn数据流的有线传输时延；在每个子周期内，限定分配给从tsn终端10发往控制器40的tsn数据流的第一个有线传输时隙的时刻，与分配给从tsn终端10发往控制器40的tsn数据流的最后一个无线资源块rb的时刻之间的差值大于或等于处理时延；及在每个子周期内，限定分配给从控制器40发往tsn终端10的tsn数据流的第一个无线资源块rb的时刻，与分配给从控制器40发往tsn终端10的tsn数据流的最后一个有线传输时隙的时刻之间的差值大于或等于处理时延。
48.具体地，集中网络配置器60忽略数据流在无线介质和有线介质内的传播时延。数据流经过每一跳传输之后，需要经过tsn系统100中一定时长的处理时延后才能进行下一次传输。
49.若设定处理时延为，在一个当前通信需求对应的调度周期内，对于一个tsn数据流而言，tsn数据流在当前通信需求对应的调度周期内共有个子周期，在每个子周期内，分配给tsn数据流的第一个无线资源块rb必须比子周期的开始时刻晚，为tsn数据流的有线传输时延，即，每个tsn数据流必须满足方法03313中的约束。其中，在tsn终端10不需要先连接到无线传输设备20的情况下（即tsn终端10为设有无线传输模块的tsn终端11时），，则对于经过不需要连接到无线传输设备20的tsn终端10（即tsn终端10为设有无线传输模块的tsn终端11）的tsn数据流而言，分配给该tsn数据流的第一个无线资源块rb的时刻晚于或等于子周期的开始时刻。方法03313中的约束用公式（3）表示：公式（3）：其中，。
50.每个子周期内，分配给tsn数据流的最后一个无线资源块rb必须比分配给tsn数据流的第一个有线传输时隙提前至少，即，每个tsn数据流必须满足方法03315中的约束，并用公式（4）表示：公式（4）：其中，其中，。
51.同样地，在一个当前通信需求对应的调度周期内，对于每个tsn数据流而言，tsn数据流在当前通信需求对应的调度周期内共有个子周期，在每个子周
期内，分配给tsn数据流的最后一个有线传输时隙必须比分配给tsn数据流的第一个无线资源块rb提前至少，即，每个tsn数据流必须满足方法03317中的约束，并用公式（5）表示：公式（5）：其中，其中，。
52.请参阅图13，在某些实施方式中，0333：根据be数据流和处理时延确定be数据流对通信资源的时序约束，包括：03331：限定分配be数据流的第一个有线传输时隙的时刻与分配给be数据流的最后一个无线资源块rb的时刻之间的差值大于或等于处理时延。
53.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行03331中的方法。即，集中网络配置器60还用于：限定分配be数据流的第一个有线传输时隙的时刻与分配给be数据流的最后一个无线资源块rb的时刻之间的差值大于或等于处理时延。
54.具体地，对于be数据流，需要满足：在调度周期内，分配给be数据流的最后一个无线资源块rb必须比分配给be数据流的第一个有线传输时隙提前至少，即，每个be数据流必须满足方法03331中的约束，方法03331中的约束用公式（6）表示：公式（6）：其中，。
55.请参阅图14，在某些实施方式中，035：根据当前通信需求，分析通信资源的分配量约束，包括：0351：限定无线资源块的数据量大于或等于tsn数据流的数据量和be数据流的数据量；及0353：限定有线传输时隙能够传输的数据量大于或等于tsn数据流的数据量和be数据流的数据量。
56.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行0351和0353中的方法。即，集中网络配置器60还用于：限定无线资源块的数据量大于或等于tsn数据流的数据量和be数据流的数据量；及限定有线传输时隙能够传输的数据量大于或等于tsn数据流的数据量和be数据流的数据量。
57.具体地，每个子周期内，分配给每个tsn数据流的无线资源块rb和有线传输时隙必须能完成一个tsn数据流的传输，即，分配给tsn数据流的无线资源块rb的数据量和有线传输时隙的数据量大于或等于该tsn数据流的数据量。用公式（7）和公式（8）分别表示tsn数据流对无线资源块rb的分配量约束和有线传输时隙的分配量约束：公式（7）：
公式（8）：同样地，每个子周期内，分配给每个be数据流的无线资源块rb和有线传输时隙必须能完成一个be数据流的传输，即，分配给be数据流的无线资源块rb的数据量和有线传输时隙的数据量大于或等于该be数据流的数据量。用公式（9）和公式（10）分别表示be数据流对无线资源块rb的分配量约束和有线传输时隙的分配量约束：公式（9）：公式（10）：请参阅图15，在某些实施方式中，037：根据当前通信需求，分析tsn数据流的时延约束，包括：0371：在一个当前通信需求对应的调度周期内，根据tsn数据流的发送周期将当前通信需求对应的调度周期分为多个子周期；0373：在tsn数据流为从tsn终端10向控制器40发送的数据流的情况下，在每个子周期内，限定分配给tsn数据流的最后一个有线传输时隙的时刻，与子周期的开始时刻之间的差值小于或等于tsn数据流的时延约束；及0375：在tsn数据流为从控制器40向tsn终端10发送的数据流的情况下，在每个子周期内，分配给tsn数据流的最后一个无线资源块的时刻与子周期的开始时刻之间的差值记为第一差值，tsn数据流的时延约束与tsn系统100中的处理时延与传输时延之和之间的差值记为第二差值，限定第二差值大于或等于第一差值。
58.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行0371、0373及0375中的方法。即，集中网络配置器60还用于：在一个当前通信需求对应的调度周期内，根据tsn数据流的发送周期将当前通信需求对应的调度周期分为多个子周期；在tsn数据流为从tsn终端10向控制器40发送的数据流的情况下，在每个子周期内，限定分配给tsn数据流的最后一个有线传输时隙的时刻，与子周期的开始时刻之间的差值小于或等于tsn数据流的时延约束；及在tsn数据流为从控制器40向tsn终端10发送的数据流的情况下，在每个子周期内，分配给tsn数据流的最后一个无线资源块的时刻与子周期的开始时刻之间的差值记为第一差值，tsn数据流的时延约束与tsn系统100中的处理时延与传输时延之和之间的差值记为第二差值，限定第二差值大于或等于第一差值。
59.在一个当前通信需求对应的调度周期内，对于一个tsn数据流而言，tsn数据流在当前通信需求对应的调度周期内共有个子周期，在每个子周期内，分配给tsn数据流的最后一个有线传输时隙的时刻与子周期的开始时刻之间的差值不大于，为该tsn数据流的时延约束，即，每个tsn数据流必须满足方法0373中的约束，
方法0373中的约束用公式（11）表示：公式（11）：其中，。
60.同样地，在一个当前通信需求对应的调度周期内，对于每个tsn数据流而言，tsn数据流在当前通信需求对应的调度周期内共有个子周期，在每个子周期内，分配给tsn数据流的最后一个无线资源块rb的时刻与子周期的开始时刻之间的差值（即第一差值）不大于，其中，为第二差值，为tsn数据流的有线传输时延。即，每个tsn数据流必须满足方法0375中的约束，方法0375中的约束用公式（12）表示：公式（12）：其中，。
61.请参阅图16，在某些实施方式中，04：根据分配约束的分析结果，确定通信资源的优化模型，包括：041：在tsn数据流的时延约束满足预设条件的情况下，最小化be数据流的平均时延，be数据流的平均时延与有线传输时隙相关。
62.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行041中的方法。即，集中网络配置器60还用于：在tsn数据流的时延约束满足预设条件的情况下，最小化be数据流的平均时延，be数据流的平均时延与有线传输时隙相关。
63.具体地，预设条件为方法0373和0375中的约束，即，在tsn数据流的时延约束满足公式（11）和公式（12）的情况下，最小化所有be数据流的平均时延，其中，一个be数据流经历的时延可用公式（13）表示：公式（13）：最小化所有be数据流的平均时延可用公式（14）表示：公式（14）：综上所述，集中网络配置器60将公式（1）至公式（14）作为优化模型，其中公式（14）是目标函数，公式（1）至公式（13）是约束条件。它是一个0-1非线性优化问题，在给定各个tsn数据流的参数（如、等）后，便可采用启发式算法进行求解。
64.请参阅图16，在某些实施方式中，05：求解优化模型，以获取分配方案，包括：051：采用遗传算法或蚁群算法求解优化模型，以获取分配方案。
65.请结合图2，集中网络配置器60还用于执行05中的方法。即，集中网络配置器60还用于：采用遗传算法或蚁群算法求解优化模型，以获取分配方案。
66.集中网络配置器60采用遗传算法或蚁群算法求解优化模型后，即可获取得到通信资源的分配方案，并根据分配方案为tsn数据流和be数据流分配无线资源块和有线传输时
隙。待当前通信需求对应的调度周期结束时，重新返回方法02中执行步骤1并确定出新的通信需求，根据新的通信需求确定新的通信需求对应的调度周期，并在新的通信需求对应的调度周期内执行上述联合调度方法。
67.请参阅图17，本技术实施方式还提供一种可读存储介质200，可读存储介质200上存储有计算机程序201，当计算机程序201被一个或多个处理器70执行时，使得处理器70执行01、02、03、04、05、06、021、023、025、0231、031、033、035、037、0311、0313、0315、0317、0319、03151、0331、0333、03311、03313、03315、03317、03331、0351、0353、0371、0373、0375、041及051中的联合调度方法。
68.在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个例子中”、“示例地”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
69.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
70.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。