一种电力业务5G确定性承载组网方法与流程

本发明涉及智能电网业务资源调度，具体为一种电力业务5g确定性承载组网方法。

背景技术：

1、分布式电源、微电网、智能楼宇等快速发展和广泛试点，分布式灵活资源总体呈现种类越来越丰富、地域分布越来越广、信息交互越来越频繁、控制向末梢延伸的态势，具有一些对分组丢失和延迟敏感的服务，时延的不确定性会影响服务性能。随着5g网络系统技术的发展和建设，垂直行业的网络需求提升到超可靠、低延迟通信、确定性等高性能指标。时间敏感网络技术与5g网络系统的集成部署已成为研究热点。针对5g与时间敏感网络(tsn)跨域协同传输电力业务需求时，传统的电力网络部署方式都是垂直部署的，这对于网络之间的通信业务具有僵化效应，在一定程度上阻碍了电力业务信息通信。并且，随着智能电网的发展，电力业务中的数据调度对带宽、时延等服务质量方面的要求日益严苛，需要考虑实时性和服务质量(qos)方面的要求。

2、经检索，中国专利公开号为cn116170885a的专利公开了一种电力5g网络切片确定性业务保障方法及装置，属于电力业务的分配调控技术领域。所述方法包括：建立电力业务模型；根据预设的粒子搜索方法生成用于表示服务器资源分配方案的粒子；计算粒子的总体成本和外层循环因子；判断当前迭代次数下的外层循环因子和前一次迭代次数下的外层循环因子的外层循环因子差值是否均小于或等于预设的外层循环因子阈值；在判断外层循环因子差值均小于或等于预设的外层循环因子阈值的情况下，将粒子作为最优服务器资源分配方案；在判断存在任一外层循环因子差值大于预设的外层循环因子阈值的情况下，返回执行根据预设的粒子搜索方法生成用于表示服务器资源分配方案的粒子的步骤。

3、传统的电力网络部署方式都是垂直部署的，这对于网络之间的通信业务具有僵化效应，在一定程度上阻碍了电力业务信息通信。并且，随着智能电网的发展，电力业务中的数据调度对带宽、时延等服务质量方面的要求日益严苛，需要考虑实时性和服务质量方面的要求。鉴于此，我们提出一种电力业务5g确定性承载组网方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电力业务5g确定性承载组网方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电力业务5g确定性承载组网方法，包括以下步骤：

4、s1、建立电力业务场景；所述电力业务场景包括至少一个5g基站、所述5g基站覆盖范围内多个设备终端、以及基础网络节点；所述基础网络节点用于通过5g与时延敏感网络连接；

5、s2、在5g网络业务中增加业务优先级映射功能，使基站将不同业务流按照优先级映射到不同的队列中；

6、s3、在5g网络业务中增加优先级队列管理功能，根据网络业务流的时延要求进行排队；

7、s4、确定数据包对应的服务质量qos流和所述数据包的时延要求，根据时延要求，确定所述qos流所映射的目标数据无线承载，通过目标数据无线承载将所述数据包发送给用户设备；

8、s5、根据电力业务在对应的系统中会产生的时延敏感网络和延迟容忍网络进行业务建模，对电力业务无线网络下行链路传输过程中的无线信道进行服务建模，得到5g无线时延敏感网络模型；

9、s6、根据应用程序的服务质量的需求，对所述应用程序所对应的虚拟网络功能进行优先级的划分，根据优先级划分结果依次进行虚拟网络功能的映射组网调度。

10、进一步的，所述步骤s4中根据所述时延要求，确定所述qos流所映射的目标数据无线承载的方法包括：根据所述时延要求，确定所述qos流所属的时延要求区间，将与所述时延要求区间匹配的数据无线承载确定为所述目标数据无线承载，将所述qos流映射至所述目标数据无线承载。

11、进一步的，所述步骤s4中通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给用户设备的方法包括：根据所述数据包的时延余量确定所述数据包的调度优先级，根据与所述调度优先级对应的调度策略，通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给所述用户设备。

12、进一步的，所述步骤s5包括：确定时延敏感网络确定性时延约束，基于所述时延敏感网络确定性时延约束确定延迟容忍网络的时延性能；基于所述5g无线时延敏感网络模型的网络性能边界获取确定性时延保障的分配策略，对所述时延敏感网络和所述延迟容忍网络共存下的网络资源进行优化配置。

13、进一步的，根据所述数据包的时延余量确定所述数据包的调度优先级的方法包括：当所述时延余量小于第一阈值时，确定所述数据包的调度优先级为高优先级。

14、进一步的，通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给所述用户设备的方法包括：若所述调度优先级为高优先级，则直接将所述数据包调度至目标数据无线承载队列中，通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给用户设备；所述数据包在所述目标数据无线承载队列中的排序根据所述时延余量确定。

15、进一步的，所述步骤s6还包括：计算所述虚拟网络功能在5g网络内的传输时间，当所述传输延迟不满足预设应用需求时，进行基于抢占的重新映射调度。

16、进一步的，进行基于抢占的重新映射调度的方法包括：获取当前到达网关的应用程序的开始时隙，获取当前执行映射调度的应用程序的传输时间，得到所述传输时间不小于所述开始时隙的当前执行映射调度的应用程序；若所得到的应用程序的优先级小于当前到达网关的应用程序的优先级，则将所得到的应用程序的映射调度截断，将当前到达网关的应用程序映射到预设资源块，将截断映射调度的应用程序重新进行映射调度。

17、进一步的，所述步骤s3还包括：具有不同扫描周期、不同时延要求的网络业务流中，按照扫描周期由小至大且时延要求由高到低进行优先级排序；其他优先级队列采用先进先出的规则进行排队。

18、进一步的，所述步骤s6还包括：构造网络资源利用率的目标函数，根据所述目标函数优化映射调度方案。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、一、该电力业务5g确定性承载组网方法，通过针对不平稳的业务状态下的网络，进行构建网络模型，并利用随机网络演算理论，确定时延敏感网络模型的网络性能边界，基于其网络模型的网络性能边界获取确定性时延保障的分配策略，以实现电力业务的可靠调度和确定性时延保障的资源调度，满足了电力业务的确定性时延保障需求，在5g网络和时间敏感网络融合的边缘辅助架构中，通过将进行优先级的划分，构建了一个满足高优先级电力业务的应用程序无等待传输的差异化资源映射调度方案，保证了数据调度对实时性和服务质量要求。

21、二、该电力业务5g确定性承载组网方法，通过确定对应的服务质量qos流，根据时延要求，对其对应的qos流进行分类，进而进行合适分配调度，达到根据时延要求对其做调度优化的目的，保证数据包的传输时延满足数据最大时延的要求，实现5g系统下端到端确定性传输，使其电力业务5g确定性承载组网的质量得到保障。

技术特征：

1.一种电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：所述步骤s4中根据所述时延要求，确定所述qos流所映射的目标数据无线承载的方法包括：根据所述时延要求，确定所述qos流所属的时延要求区间，将与所述时延要求区间匹配的数据无线承载确定为所述目标数据无线承载，将所述qos流映射至所述目标数据无线承载。

3.根据权利要求1所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：所述步骤s4中通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给用户设备的方法包括：根据所述数据包的时延余量确定所述数据包的调度优先级，根据与所述调度优先级对应的调度策略，通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给所述用户设备。

4.根据权利要求1所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：所述步骤s5包括：确定时延敏感网络确定性时延约束，基于所述时延敏感网络确定性时延约束确定延迟容忍网络的时延性能；基于所述5g无线时延敏感网络模型的网络性能边界获取确定性时延保障的分配策略，对所述时延敏感网络和所述延迟容忍网络共存下的网络资源进行优化配置。

5.根据权利要求3所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：根据所述数据包的时延余量确定所述数据包的调度优先级的方法包括：当所述时延余量小于第一阈值时，确定所述数据包的调度优先级为高优先级。

6.根据权利要求5所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给所述用户设备的方法包括：若所述调度优先级为高优先级，则直接将所述数据包调度至目标数据无线承载队列中，通过所述目标数据无线承载将所述数据包发送给用户设备；所述数据包在所述目标数据无线承载队列中的排序根据所述时延余量确定。

7.根据权利要求1所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：所述步骤s6还包括：计算所述虚拟网络功能在5g网络内的传输时间，当所述传输延迟不满足预设应用需求时，进行基于抢占的重新映射调度。

8.根据权利要求7所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：进行基于抢占的重新映射调度的方法包括：获取当前到达网关的应用程序的开始时隙，获取当前执行映射调度的应用程序的传输时间，得到所述传输时间不小于所述开始时隙的当前执行映射调度的应用程序；若所得到的应用程序的优先级小于当前到达网关的应用程序的优先级，则将所得到的应用程序的映射调度截断，将当前到达网关的应用程序映射到预设资源块，将截断映射调度的应用程序重新进行映射调度。

9.根据权利要求8所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于：所述步骤s3还包括：具有不同扫描周期、不同时延要求的网络业务流中，按照扫描周期由小至大且时延要求由高到低进行优先级排序；其他优先级队列采用先进先出的规则进行排队。

10.根据权利要求1所述的电力业务5g确定性承载组网方法，其特征在于，所述步骤s6还包括：构造网络资源利用率的目标函数，根据所述目标函数优化映射调度方案。

技术总结
本发明涉及智能电网业务资源调度技术领域，具体为一种电力业务5G确定性承载组网方法，包括以下步骤：建立电力业务场景；在5G网络业务中增加业务优先级映射功能；在5G网络业务中增加优先级队列管理功能；确定数据包对应的服务质量QoS流和所述数据包的时延要求；根据电力业务在对应的系统中会产生的时延敏感网络和延迟容忍网络进行业务建模；组网调度。本发明构建网络模型，并利用随机网络演算理论，确定时延敏感网络模型的网络性能边界，基于其网络模型的网络性能边界获取确定性时延保障的分配策略，通过将进行优先级的划分，构建了一个满足高优先级电力业务的应用程序无等待传输的差异化资源映射调度方案，保证了数据调度对实时性和服务质量要求。

技术研发人员：陆继钊,李永杰,侯焕鹏,戚晓勇,郭昊,张毓琪,徐红,郑升,朱智强,贾佳
受保护的技术使用者：国网河南省电力公司信息通信分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12