基于B-M2M的确定性广播系统和确定性数据传输方法与流程

本技术涉及通信，尤其涉及一种基于b-m2m的确定性广播系统和确定性数据传输方法。

背景技术：

1、5g网络的核心应用场景主要是终端到终端的通信，5g网络没有物理层的高效广播机制，广播通信通过ip层或者更高层实现，广播效率不高。

2、而b-m2m(broadcast machine-to-machine广播机器对机器)网络是一种5g物理层高效广播解决方案，利用5g的授权频段，在工业现场基站覆盖范围内，动态划分出专用的频段，采用时分方式部署广播信道，网络内所有节点具有接收所有广播时隙能力，终端可以动态选择空闲时隙发送广播信息，从而实现所有设备的广播发送和接收，同时配置专用的控制时隙。

3、由于b-m2m机制中各个节点是随机占用空闲时隙，无法实现全连接工厂本地区域内的广播数据的确定性传输。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于b-m2m的确定性广播系统和确定性数据传输方法。

2、第一方面，本技术提供一种基于b-m2m的确定性广播系统，所述系统包括：

3、支持确定性传输的b-m2m网络，包括b-m2m管理单元、b-m2m信道和b-m2m终端，其中，所述b-m2m管理单元用于通过控制时隙发送和接收管理信息，对所述b-m2m信道和所述b-m2m终端进行管理，所述b-m2m信道用于管理所述时隙，所述b-m2m终端增加确定性处理，实现数据的确定性传输；

4、核心网侧tsn网关nw-tt，用于对端口、协议数据以及qos机制进行5g核心网与本地tsn网络之间的映射；

5、本地tsn网络，通过所述nw-tt和所述b-m2m网络实现所述本地tsn网络中不同tsn节点之间的确定性数据传输。

6、在一种可能的实施方式中，所述b-m2m管理单元包含时钟分组同步模块，用于同步区域内b-m2m节点的时间和所述本地tsn网络内tsn节点的时间，所述时钟分组同步模块包含时钟分组发送模块、时钟分组接收模块，其中：

7、所述时钟分组发送模块，用于生成时钟分组并把所述时钟分组的离开时间构成时间戳存储至所述时钟分组中，同时将所述时钟分组映射在所述b-m2m信道，并在将映射时间存储至所述时钟分组的时钟域后广播；

8、所述时钟分组接收模块，用于从接收到的多个广播分组中提取所述时钟分组并获取提取时间，将所述提取时间存储至所述时钟域，同时将所述时钟分组进行处理，在将处理时间存储至所述时钟域后发送所述时钟分组。

9、在一种可能的实施方式中，所述b-m2m信道内的所述时隙包含确定时隙、预留时隙和随机时隙，所述b-m2m信道还用于：

10、计算周期性业务流在每个确定性节点的发送时间点，给每个发送时间点配置所述预留时隙，使得所述每个确定性节点在对应的发送时间点对应的预留时隙指定的位置，周期性发送对应的周期性业务流的数据；

11、获取突发业务流包含数据的优先级，按照所述优先级将不同队列的数据转发至所述确定时隙中；

12、将随机数据随机发送至所述随机时隙中，其中，所述随机数据为无服务质量qos要求的需要传输的数据。

13、在一种可能的实施方式中，所述b-m2m终端包括流过滤模块，用于对单流过滤并进行限流或阻断，所述流过滤模块包含多组流过滤器、流门控和流量计表组成的流处理器，其中：

14、所述流过滤器用于对目标流进行过滤和处理，所述流门控用于限制或阻断所述目标流的流入，所述流量计表用于对所述目标流进行流量统计，并根据流量统计的结果确定对所述目标流进行限流或阻断；

15、流经每组流处理器的单流汇总成总流后，按照对应的优先级送入循环和转发并映射到所述b-m2m信道中，其中，每组流处理器与单流一一对应。

16、在一种可能的实施方式中，所述b-m2m信道包含时隙映射单元，用于：

17、接收到所述总流按照对应的优先级输出的数据队列后，根据所述数据队列中数据的大小提前一个时隙周期预占用所述b-m2m信道中的空闲时隙；

18、获取所述空闲时隙中预占用成功的目标空闲时隙，按照优先级从高到低的顺序将所述数据队列中数据分配至所述目标空闲时隙中。

19、在一种可能的实施方式中，所述b-m2m管理单元还包括抢占模块，用于：

20、当数据节点包含紧急数据包时，确定所述b-m2m信道是否存在所述空闲时隙；

21、若存在，则暂停所述数据节点的可抢占数据包的发送，通过所述空闲时隙发送所述紧急数据包，并在所述紧急数据包发送完成后，继续执行所述可抢占数据包的发送；

22、若不存在，则提交帧抢占申请，当其他包含空闲间隙的b-m2m信道接受到所述帧抢占申请时，暂停所述数据节点的可抢占数据包的发送，通过收到所述帧抢占申请的b-m2m信道的空闲时隙发送所述紧急数据包，并在未检测到所述帧抢占申请后继续执行所述可抢占数据包的发送。

23、在一种可能的实施方式中，所述b-m2m管理单元还包括帧复制模块，用于：

24、当检测到当前传输数据的b-m2m节点故障时，获取对应的复制b-m2m节点，并通过所述复制b-m2m节点将待发送的复制数据发送至所述b-m2m信道。

25、在一种可能的实施方式中，所述本地tsn网络包括tsn网络控制器，所述b-m2m终端包含用户控制器，所述b-m2m信道还包括动态配置模块，用于：

26、通过所述nw-tt与所述tsn网络控制器和所述用户控制器连接，实现所述b-m2m网络的确定性配置参数和用户参数与用户配置和网络配置的交互。

27、第二方面，本技术还提供一种基于b-m2m的确定性广播系统的确定性数据传输方法，所述方法适用于如权利要求1-8任一项所述的系统，所述方法包括：

28、当b-m2m控制节点接收到确定性终端发送的业务申请时，根据所述业务申请制定或调整确定性广播策略，并通过控制时隙将所述业务申请发送至b-m2m终端；

29、所述b-m2m终端中的流过滤器对所述业务申请包含的数据流进行单流过滤和监管，并流经所述流过滤器汇总后的总流进行排序处理并映射至b-m2m信道的预占时隙并广播；

30、当接收到所述预占时隙广播的数据，从所述数据中提取当前b-m2m节点相关的目标数据，将所述目标数据加入数据接收队列并排序，再将排序后的数据接收队列发送至所述业务申请对应的目标终端。

31、在一种可能的实施方式中，所述当b-m2m控制节点接收到确定性终端发送的业务申请前，所述方法还包括：

32、根据时钟分组同步模块发送的时钟分组，同步b-m2m网络中的节点的时间。

33、本技术提供一种基于b-m2m的确定性广播系统和确定性数据传输方法，一种基于b-m2m的确定性无线网络系统包括b-m2m网络、核心网侧tsn网关nw-tt和本地tsn网络，通过b-m2m网络的b-m2m管理单元扩展b-m2m广播机制，实现b-m2m广播通信在区域本地的确定性广播。通过上述系统，实现b-m2m在全连接工厂本地区域内的广播数据的确定性传输，促进5g全连接工厂的发展，丰富5g的应用生态。