CN112511626A - 基于5g与边缘计算的网络处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供基于5G与边缘计算的网络处理方法及系统。在该方法中，首先在获取到请求指令时计算第一设备终端的链路中心度，其次基于链路中心度计算第一设备终端的切换耗时，然后基于切换耗时由小到大的顺序依次构建每个第一设备终端的通信子网并分配互不干扰的通信频段，判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点并根据判断结果进行设备终端的子网调整。如此，能够按照不同设备终端之间的链路中心度将整个生产环境的通信网络划分为多个互不干扰的子网络，从而实现每个子网络独立运行的集群式工业互联网络。这样能够对子网络中的流量进行分流，改善通信带宽因某一时段承载的数据流量过大而导致的拥挤。

Description

基于5G与边缘计算的网络处理方法及系统

技术领域

本申请涉及5G通信技术领域，尤其涉及基于5G与边缘计算的网络处理方法及系统。

背景技术

现如今，随着人口红利的逐渐消失，工业制造业面临着劳动力锐减和人力成本极速上升的难题。智能化和自动化成为了工业制造业的核心和重点。工业互联网通过新技术与工业制造业进行深度融合，能够实现人、机、物的全面互联，从而构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型工业生产制造体系。目前5G、边缘计算与工业互联网的融合应用处于发展期，虽然5G和边缘计算能够为工业互联网提供低时延服务，但是在通过上述技术实现生产环境中的设备终端之间的通信时，仍然会导致通信带宽在一些生产时段出现拥挤。

发明内容

本申请提供基于5G与边缘计算的网络处理方法及系统，以改善现有技术存在的上述技术问题。

第一方面，提供了一种基于5G与边缘计算的网络处理方法，应用于与n个设备终端通信的云通信网络服务器，所述方法包括：

获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例；

通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和；

按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同；

判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点；

在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤；

在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端。

第二方面，提供了一种云通信网络服务器，所述云通信网络服务器与n个设备终端通信，所述云通信网络服务器用于：

获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例；

通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和；

按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同；

判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点；

在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤；

在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端。

本申请实施例提供的基于5G与边缘计算的网络处理方法及系统具有以下有益技术效果。

首先在获取到请求指令时计算第一设备终端的链路中心度，其次基于链路中心度计算第一设备终端的切换耗时，然后基于切换耗时由小到大的顺序依次构建每个第一设备终端的通信子网并分配互不干扰的通信频段，进一步判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点并根据判断结果进行设备终端的子网调整。如此，能够按照不同设备终端之间的链路中心度将整个生产环境的通信网络划分为多个互不干扰的子网络，从而实现每个子网络独立运行的集群式工业互联网络。这样，能够对子网络中的流量进行分流，从而改善通信带宽因某一时段承载的数据流量过大而导致的拥挤。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为基于5G与边缘计算的网络处理方法的流程示意图。

图2为基于5G与边缘计算的网络处理装置的功能模块框图。

图3为云通信网络服务器的硬件结构示意图。

图4为基于5G与边缘计算的网络处理系统的通信架构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了解决基于5G和边缘计算实现的通信技术出现通信带宽拥挤的现象，本公开揭示了一种基于5G与边缘计算的网络处理方法及系统，能够按照不同设备终端之间的链路中心度将整个生产环境的通信网络划分为多个互不干扰的子网络，从而实现每个子网络独立运行的集群式工业互联网络。这样，能够对子网络中的流量进行分流，从而改善通信带宽因某一时段承载的数据流量过大而导致的拥挤。

请首先结合参阅图1，为本公开揭示的基于5G与边缘计算的网络处理方法的流程示意图，所述方法可以应用于云通信网络服务器，所述云通信网络服务器与n个设备终端通信（n为正整数），n个设备终端之间互相通信以形成工业互联网络，该工业互联网络可以应用于不同的生产环境种例如智能制造等。进一步地，所述方法具体可以包括以下步骤S100-步骤S600所描述的内容。

步骤S100，获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例。

可以理解，m与n的比例越大，第一设备终端的链路中心度越高，表明与第一设备终端存在链接的设备终端的数量越多，在本实施例中，n和m为正整数。

步骤S200，通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和。

步骤S300，按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同。

步骤S400，判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点。

步骤S500，在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤。

步骤S600，在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端。

在应用上述步骤S100-步骤S600所描述的内容时，首先在获取到请求指令时计算第一设备终端的链路中心度，其次基于链路中心度计算第一设备终端的切换耗时，然后基于切换耗时由小到大的顺序依次构建每个第一设备终端的通信子网并分配互不干扰的通信频段，进一步判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点并根据判断结果进行设备终端的子网调整。

如此，能够按照不同设备终端之间的链路中心度将整个生产环境的通信网络划分为多个互不干扰的子网络，从而实现每个子网络独立运行的集群式工业互联网络。这样，能够对子网络中的流量进行分流，从而改善通信带宽因某一时段承载的数据流量过大而导致的拥挤。

在实际应用时发明人发现，不同的通信子网的通信带宽的占用率在相同时段内是不同的，对于一些通信子网，它们在一些时段内处理的数据流量可能较多，仍然可能存在通信带宽过负荷的情况。为改善上述问题，在上述步骤S100-步骤S600的前提下，云通信网络服务器还可以执行以下步骤S710-步骤S730所描述的内容。

步骤S710，对每个通信子网的通信带宽占用率进行实时监测，如果监测到第一目标通信子网的第一通信带宽占用率达到设定阈值，则根据所述第一通信带宽占用率与所述设定阈值之间的第一差值从所述通信子网中确定第二目标通信子网；其中，所述第二目标通信子网的第二通信带宽占用率与所述设定阈值的第二差值满足设定条件。

在步骤S710中，设定条件可以是第二差值大于等于第一差值。例如，第一差值为x，则第二差值为y，且y>x。这样，能够保证第二目标通信子网在确保自身的数据流量处理的前提下对通信频段进行调整，从而为第一目标通信子网提供通信频段的协助和支持，进而改善第一目标通信子网的通信带宽过负荷的情况。

步骤S720，基于所述第二目标通信子网的第二通信宽带占用率对所述第二目标通信子网对应的第二通信频段进行调整，以获取通过调整第二通信频段生成的频段资源包。

步骤S730，将所述频段资源包中的频段描述信息映射到所述第一目标通信子网对应的第一通信频段中，得到所述频段描述信息在所述第一通信频段中的目标频段区间，按照所述目标频段区间对所述第一通信频段进行调整。

在步骤S730中，可以基于目标频段区间扩大第一通信频段的范围，这样能够降低第一目标通信子网的通信带宽的负荷。从而避免第一目标通信子网出现拥堵。

基于上述步骤S710-步骤S730，能够对每个通信子网进行监测，从而在通信子网的通信带宽出现过负荷情况时利用其他通信子网的频段分配实现对通信带宽的负荷的调整，从而避免通信子网在运行时出现拥堵。

在一个可能的实施方式中，在计算第一设备终端的切换耗时的时候，需要考虑第一设备终端在进行联网状态切换时的延时以及配置参数调整，这样才能够准确可靠地确定第一设备终端的切换耗时。为实现上述目的，步骤S200所描述的通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时，具体可以包括步骤S210-步骤S240所描述的内容。

步骤S210，从所述链路中心度所对应的联网记录中查找出所述时段信息所对应的信息标签，并根据所述信息标签生成所述联网记录对应的第一信息集合；基于所述链路中心度与其所对应联网记录的更新频率之间的对应关系生成所述链路中心度对应的第二信息集合；其中，所述第一信息集合用于表征所述联网记录的时段特征，所述第二信息集合用于表征所述联网记录的有效性特征，所述第一信息集合和所述第二信息集合中均包括多个具有不同关联度的信息节点。

步骤S220，确定出所述第一信息集合中的具有最大关联度的第一信息节点以及所述第二信息集合中的具有最小关联度的第二信息节点，按照所述第一信息节点在所述第一信息集合中的第一位置信息以及所述第二信息节点在所述第二信息集合中的第二位置信息构建所述第一信息集合和所述第二信息集合的关联性逻辑列表；其中，所述关联性逻辑列表用于表征所述第一信息集合和所述第二信息集合之间的信息融合度。

步骤S230，基于所述关联性逻辑列表从所述至少一个第一设备终端的状态切换线程中提取第一目标线程参数和第二目线程参数；其中，所述状态切换线程由所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时开启，所述第一目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时的延时参数，所述第二目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备参数在进行联网状态切换时的配置参数变化参数。

步骤S240，按照设定步长截取所述第二目标线程参数在设定时段内的多组第三目标线程参数，计算所述延时参数相对于每组第三目标线程参数的延时权重，采用所述延时权重对所述延时参数对应的延时时长值进行加权得到加权和值，根据相邻的第三目标线程参数的相似度计算所述至少一个第一设备终端的配置参数的调整耗时时长值，将所述加权和值与所述调整耗时时长值进行相加，得到所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时。

可以理解，在应用上述步骤S210-步骤S240所描述的内容时，能够在计算第一设备终端的切换耗时的时候，考虑第一设备终端在进行联网状态切换时对应的延时以及配置参数调整对应的耗时。如此，能够准确可靠地确定第一设备终端的切换耗时。

在一个可能的示例中，为了准确确定每个第一设备终端的通信子网，步骤S300所描述的根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，具体可以包括以下步骤S310-步骤S330所描述的内容。

步骤S310，解析所述请求指令以获取所述请求指令中所包括的用于指示所述最小切换耗时对应的第一设备终端的连接指向信息。

步骤S320，根据所述连接指向信息确定与所述最小切换耗时对应的第一设备终端对应的多个第二设备终端。

步骤S330，针对每个第二设备终端，判断该第二设备终端的链路中心度是否小于等于所述最小切换耗时对应的第一设备终端的链路中心度；若是，则将所述最小切换耗时对应的第一设备终端的第一终端标识与该第二设备终端的第二终端标识添加到预设的标识分组下，并根据所述标识分组中的第一终端标识和第二终端标识构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网。

基于上述步骤S310-步骤S330，能够在建立通信子网时将第一设备终端和第二设备终端的链路中心度考虑在内，避免在第二设备终端的链路中心度大于第一设备终端的链路中心度时仍然以第一设备终端为子网中心建立通信子网。这样，能够准确确定每个第一设备终端的通信子网。

在一个具体的实施方式中，步骤S300中的通信干扰系数具体可以通过以下步骤（1）-（3）得到。

（1）以所述第一网络拓扑和所述第二网络拓扑中的拓扑节点的通信地址分别构建所述第一网络拓扑的第一网络覆盖区域以及所述第二网络拓扑的第二网络覆盖区域。

（2）确定所述第一网络覆盖区域和所述第二网络覆盖区域的重叠区域。

（3）根据所述重叠区域所对应的网络覆盖区域的数量确定所述第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的干扰因子，并基于所述干扰因子对预设的初始干扰系数进行修正得到所述通信干扰系数。

通过上述步骤（1）-（3），能够基于网络覆盖区域的重叠情况准确地确定通信干扰系数。

发明人在实际应用中发现，不同的通信子网中的设备终端的数量和类型是不同的，如果采用统一的配置指令生成方式生成配置指令，会导致在配置指令下发时一些通信子网内的设备终端无法兼容配置指令。为改善上述技术问题，步骤S600所描述的根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令具体可以包括以下步骤S610-步骤S650所描述的内容。

步骤S610，提取每个通信子网中的每个目标设备终端的通信优先级以及每个目标设备终端在其对应的通信优先级的协议层中的动态校验码；其中，所述通信优先级用于表征每个目标设备终端在其对应的通信子网中的信息收发速率，所述协议层用于指示对应的目标设备终端的在信息收发时的协议字段的封装逻辑，所述动态校验码用于表征所述封装逻辑的校验类型。

步骤S620，按照所述通信优先级的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第一排序序列，并按照基于所述动态校验码确定出的目标设备终端的校验通过率的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第二排序序列。

步骤S630，针对每个通信子网中的每个目标设备终端，判断该目标设备终端在其对应的第一排序序列中的第一排序位置与在其对应的第二排序序列中的第二排序位置是否相同；若相同，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第一签名；若不相同，则计算该目标设备终端对应的第一排序位置对应的第一序列编号值与该目标设备终端对应的第二排序位置对应的第二序列编号值之间的差值是否低于预设阈值；若是，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第二签名；若否，对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第三签名。

在本实施例中，所述第一签名用于表征目标终端设备支持指令兼容，所述第二签名用于表征目标终端设备支持部分指令兼容，所述第三签名用于表征目标设备终端不支持指令兼容。

步骤S640，基于每个通信子网中的每个目标设备终端所对应终端类型信息所添加的签名的类别比例信息以及每个通信子网中的目标设备终端的数量，确定每个通信子网对应的指令异构系数；其中，所述指令异构系数用于表征所述通信子网中每个目标设备终端对应的初始配置指令的异构性。

步骤S650，根据每个通信子网中的每个目标设备终端对应的签名类型生成与该目标设备终端对应的初始配置指令；按照所述指令异构系数在每条初始配置指令中的异构对应值将每条初始配置指令进行编码，得到每个通信子网对应的配置指令。

可以理解，通过上述步骤S610-步骤S650所描述的内容，能够对通信子网中的设备终端的数量和类型进行分析，从而基于目标设备终端在通信优先级和动态校验码层面上的排序序列确定目标设备终端的终端类型信息的签名。这样，能够根据签名类型和通信子网中目标设备终端的数量对生成的每个目标设备终端的初始配置指令进行编码，从而得到每个通信子网对应的配置指令，避免在配置指令下发时一些通信子网内的设备终端无法兼容配置指令。

在一种可替换的实施方式中，步骤S300所描述的基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段，具体可以包括以下步骤a-步骤c所描述的内容。

步骤a，对计算得到的每个通信子网对应的通信干扰系数进行归一化处理得到每个通信子网对应的目标系数；其中，所述目标系数为大于零且小于一的数值。

步骤b，在预设的频段分配列表中查找与每个目标系数对应的频段信息；其中，所述频段信息用于表征所述通信子网的频段选取范围。

步骤c，根据每个通信子网的第二网络拓扑的网络聚合度从每个通信子网对应的频段选取范围中确定目标频段作为每个通信子网的通信频段；其中，所述网络聚合度根据所述第二网络拓扑对应的节点特征信息集得到，所述节点特征信息集通过k均值聚类方法提取得到。

在应用上述步骤a-步骤c所描述的内容时，能够为每个通信子网分配设置准确的通信频段，避免通信子网之间的通信频段出现交叉和重叠从而带来的通信干扰。

在上述基础上，请结合参阅图2，提供了一种基于5G与边缘计算的网络处理装置200的功能模块框图，所述网络处理装置200包括以下功能模块：

中心度计算模块210，用于获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例；

耗时计算模块220，用于通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和；

子网构建模块230，用于按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同；

节点判断模块240，用于判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点；在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤；在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端。

可选地，所述节点判断模块240，具体用于：

提取每个通信子网中的每个目标设备终端的通信优先级以及每个目标设备终端在其对应的通信优先级的协议层中的动态校验码；其中，所述通信优先级用于表征每个目标设备终端在其对应的通信子网中的信息收发速率，所述协议层用于指示对应的目标设备终端的在信息收发时的协议字段的封装逻辑，所述动态校验码用于表征所述封装逻辑的校验类型；

按照所述通信优先级的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第一排序序列，并按照基于所述动态校验码确定出的目标设备终端的校验通过率的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第二排序序列；

针对每个通信子网中的每个目标设备终端，判断该目标设备终端在其对应的第一排序序列中的第一排序位置与在其对应的第二排序序列中的第二排序位置是否相同；若相同，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第一签名；若不相同，则计算该目标设备终端对应的第一排序位置对应的第一序列编号值与该目标设备终端对应的第二排序位置对应的第二序列编号值之间的差值是否低于预设阈值；若是，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第二签名；若否，对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第三签名；

基于每个通信子网中的每个目标设备终端所对应终端类型信息所添加的签名的类别比例信息以及每个通信子网中的目标设备终端的数量，确定每个通信子网对应的指令异构系数；其中，所述指令异构系数用于表征所述通信子网中每个目标设备终端对应的初始配置指令的异构性；

根据每个通信子网中的每个目标设备终端对应的签名类型生成与该目标设备终端对应的初始配置指令；按照所述指令异构系数在每条初始配置指令中的异构对应值将每条初始配置指令进行编码，得到每个通信子网对应的配置指令。

可选地，子网构建模块230，具体用于：

对计算得到的每个通信子网对应的通信干扰系数进行归一化处理得到每个通信子网对应的目标系数；其中，所述目标系数为大于零且小于一的数值；

在预设的频段分配列表中查找与每个目标系数对应的频段信息；其中，所述频段信息用于表征所述通信子网的频段选取范围；

根据每个通信子网的第二网络拓扑的网络聚合度从每个通信子网对应的频段选取范围中确定目标频段作为每个通信子网的通信频段；其中，所述网络聚合度根据所述第二网络拓扑对应的节点特征信息集得到，所述节点特征信息集通过k均值聚类方法提取得到。

可选地，所述网络处理装置200还包括频段调整模块250，用于：

对每个通信子网的通信带宽占用率进行实时监测，如果监测到第一目标通信子网的第一通信带宽占用率达到设定阈值，则根据所述第一通信带宽占用率与所述设定阈值之间的第一差值从所述通信子网中确定第二目标通信子网；其中，所述第二目标通信子网的第二通信带宽占用率与所述设定阈值的第二差值满足设定条件；

基于所述第二目标通信子网的第二通信宽带占用率对所述第二目标通信子网对应的第二通信频段进行调整，以获取通过调整第二通信频段生成的频段资源包；

将所述频段资源包中的频段描述信息映射到所述第一目标通信子网对应的第一通信频段中，得到所述频段描述信息在所述第一通信频段中的目标频段区间，按照所述目标频段区间对所述第一通信频段进行调整。

可选地，耗时计算模块220，具体用于

从所述链路中心度所对应的联网记录中查找出所述时段信息所对应的信息标签，并根据所述信息标签生成所述联网记录对应的第一信息集合；基于所述链路中心度与其所对应联网记录的更新频率之间的对应关系生成所述链路中心度对应的第二信息集合；其中，所述第一信息集合用于表征所述联网记录的时段特征，所述第二信息集合用于表征所述联网记录的有效性特征，所述第一信息集合和所述第二信息集合中均包括多个具有不同关联度的信息节点；

确定出所述第一信息集合中的具有最大关联度的第一信息节点以及所述第二信息集合中的具有最小关联度的第二信息节点，按照所述第一信息节点在所述第一信息集合中的第一位置信息以及所述第二信息节点在所述第二信息集合中的第二位置信息构建所述第一信息集合和所述第二信息集合的关联性逻辑列表；其中，所述关联性逻辑列表用于表征所述第一信息集合和所述第二信息集合之间的信息融合度；

基于所述关联性逻辑列表从所述至少一个第一设备终端的状态切换线程中提取第一目标线程参数和第二目线程参数；其中，所述状态切换线程由所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时开启，所述第一目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时的延时参数，所述第二目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备参数在进行联网状态切换时的配置参数变化参数；

按照设定步长截取所述第二目标线程参数在设定时段内的多组第三目标线程参数，计算所述延时参数相对于每组第三目标线程参数的延时权重，采用所述延时权重对所述延时参数对应的延时时长值进行加权得到加权和值，根据相邻的第三目标线程参数的相似度计算所述至少一个第一设备终端的配置参数的调整耗时时长值，将所述加权和值与所述调整耗时时长值进行相加，得到所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时。

可选地，子网构建模块230，具体用于：

解析所述请求指令以获取所述请求指令中所包括的用于指示所述最小切换耗时对应的第一设备终端的连接指向信息；

根据所述连接指向信息确定与所述最小切换耗时对应的第一设备终端对应的多个第二设备终端；

针对每个第二设备终端，判断该第二设备终端的链路中心度是否小于等于所述最小切换耗时对应的第一设备终端的链路中心度；若是，则将所述最小切换耗时对应的第一设备终端的第一终端标识与该第二设备终端的第二终端标识添加到预设的标识分组下，并根据所述标识分组中的第一终端标识和第二终端标识构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网。

可选地，子网构建模块230，具体用于：

以所述第一网络拓扑和所述第二网络拓扑中的拓扑节点的通信地址分别构建所述第一网络拓扑的第一网络覆盖区域以及所述第二网络拓扑的第二网络覆盖区域；

确定所述第一网络覆盖区域和所述第二网络覆盖区域的重叠区域；

根据所述重叠区域所对应的网络覆盖区域的数量确定所述第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的干扰因子，并基于所述干扰因子对预设的初始干扰系数进行修正得到所述通信干扰系数。

在上述基础上，请结合参阅图3，为云通信网络服务器300的硬件结构示意图，云通信网络服务器300包括：处理器310，以及与处理器310连接的内存320和网络接口330；所述网络接口330与云通信网络服务器300中的非易失性存储器340连接；所述处理器310在运行时通过所述网络接口330从所述非易失性存储器340中调取计算机程序，并通过所述内存320运行所述计算机程序，以执行上述的方法。

在上述基础上，请结合参阅图4，为本公开揭示的基于5G与边缘计算的网络处理系统100的通信架构示意图，所述网络处理系统100包括互相之间通信的云通信服务器300和n个设备终端400。

所述云通信服务器300，用于：

获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例；

通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和；

按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同；

判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点；在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤；在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端；

所述设备终端400，用于：

根据所述配置指令进行通信参数配置。

可选地，所述云通信服务器300，具体用于：

提取每个通信子网中的每个目标设备终端的通信优先级以及每个目标设备终端在其对应的通信优先级的协议层中的动态校验码；其中，所述通信优先级用于表征每个目标设备终端在其对应的通信子网中的信息收发速率，所述协议层用于指示对应的目标设备终端的在信息收发时的协议字段的封装逻辑，所述动态校验码用于表征所述封装逻辑的校验类型；

按照所述通信优先级的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第一排序序列，并按照基于所述动态校验码确定出的目标设备终端的校验通过率的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第二排序序列；

针对每个通信子网中的每个目标设备终端，判断该目标设备终端在其对应的第一排序序列中的第一排序位置与在其对应的第二排序序列中的第二排序位置是否相同；若相同，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第一签名；若不相同，则计算该目标设备终端对应的第一排序位置对应的第一序列编号值与该目标设备终端对应的第二排序位置对应的第二序列编号值之间的差值是否低于预设阈值；若是，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第二签名；若否，对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第三签名；

基于每个通信子网中的每个目标设备终端所对应终端类型信息所添加的签名的类别比例信息以及每个通信子网中的目标设备终端的数量，确定每个通信子网对应的指令异构系数；其中，所述指令异构系数用于表征所述通信子网中每个目标设备终端对应的初始配置指令的异构性；

根据每个通信子网中的每个目标设备终端对应的签名类型生成与该目标设备终端对应的初始配置指令；按照所述指令异构系数在每条初始配置指令中的异构对应值将每条初始配置指令进行编码，得到每个通信子网对应的配置指令。

可选地，所述云通信服务器300，具体用于：

对计算得到的每个通信子网对应的通信干扰系数进行归一化处理得到每个通信子网对应的目标系数；其中，所述目标系数为大于零且小于一的数值；

在预设的频段分配列表中查找与每个目标系数对应的频段信息；其中，所述频段信息用于表征所述通信子网的频段选取范围；

根据每个通信子网的第二网络拓扑的网络聚合度从每个通信子网对应的频段选取范围中确定目标频段作为每个通信子网的通信频段；其中，所述网络聚合度根据所述第二网络拓扑对应的节点特征信息集得到，所述节点特征信息集通过k均值聚类方法提取得到。

可选地，所述云通信服务器300，还用于：

对每个通信子网的通信带宽占用率进行实时监测，如果监测到第一目标通信子网的第一通信带宽占用率达到设定阈值，则根据所述第一通信带宽占用率与所述设定阈值之间的第一差值从所述通信子网中确定第二目标通信子网；其中，所述第二目标通信子网的第二通信带宽占用率与所述设定阈值的第二差值满足设定条件；

基于所述第二目标通信子网的第二通信宽带占用率对所述第二目标通信子网对应的第二通信频段进行调整，以获取通过调整第二通信频段生成的频段资源包；

将所述频段资源包中的频段描述信息映射到所述第一目标通信子网对应的第一通信频段中，得到所述频段描述信息在所述第一通信频段中的目标频段区间，按照所述目标频段区间对所述第一通信频段进行调整。

可选地，所述云通信服务器300，具体用于：

从所述链路中心度所对应的联网记录中查找出所述时段信息所对应的信息标签，并根据所述信息标签生成所述联网记录对应的第一信息集合；基于所述链路中心度与其所对应联网记录的更新频率之间的对应关系生成所述链路中心度对应的第二信息集合；其中，所述第一信息集合用于表征所述联网记录的时段特征，所述第二信息集合用于表征所述联网记录的有效性特征，所述第一信息集合和所述第二信息集合中均包括多个具有不同关联度的信息节点；

确定出所述第一信息集合中的具有最大关联度的第一信息节点以及所述第二信息集合中的具有最小关联度的第二信息节点，按照所述第一信息节点在所述第一信息集合中的第一位置信息以及所述第二信息节点在所述第二信息集合中的第二位置信息构建所述第一信息集合和所述第二信息集合的关联性逻辑列表；其中，所述关联性逻辑列表用于表征所述第一信息集合和所述第二信息集合之间的信息融合度；

基于所述关联性逻辑列表从所述至少一个第一设备终端的状态切换线程中提取第一目标线程参数和第二目线程参数；其中，所述状态切换线程由所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时开启，所述第一目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时的延时参数，所述第二目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备参数在进行联网状态切换时的配置参数变化参数；

按照设定步长截取所述第二目标线程参数在设定时段内的多组第三目标线程参数，计算所述延时参数相对于每组第三目标线程参数的延时权重，采用所述延时权重对所述延时参数对应的延时时长值进行加权得到加权和值，根据相邻的第三目标线程参数的相似度计算所述至少一个第一设备终端的配置参数的调整耗时时长值，将所述加权和值与所述调整耗时时长值进行相加，得到所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时。

可选地，所述云通信服务器300，具体用于：

解析所述请求指令以获取所述请求指令中所包括的用于指示所述最小切换耗时对应的第一设备终端的连接指向信息；

根据所述连接指向信息确定与所述最小切换耗时对应的第一设备终端对应的多个第二设备终端；

针对每个第二设备终端，判断该第二设备终端的链路中心度是否小于等于所述最小切换耗时对应的第一设备终端的链路中心度；若是，则将所述最小切换耗时对应的第一设备终端的第一终端标识与该第二设备终端的第二终端标识添加到预设的标识分组下，并根据所述标识分组中的第一终端标识和第二终端标识构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网。

可选地，所述云通信服务器300，具体用于：

以所述第一网络拓扑和所述第二网络拓扑中的拓扑节点的通信地址分别构建所述第一网络拓扑的第一网络覆盖区域以及所述第二网络拓扑的第二网络覆盖区域；

确定所述第一网络覆盖区域和所述第二网络覆盖区域的重叠区域；

根据所述重叠区域所对应的网络覆盖区域的数量确定所述第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的干扰因子，并基于所述干扰因子对预设的初始干扰系数进行修正得到所述通信干扰系数。

可以理解，关于上述装置和系统的描述请参阅对图1所示的步骤的说明，在此不作更多说明。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种基于5G与边缘计算的网络处理方法，其特征在于，应用于与n个设备终端通信的云通信网络服务器，所述方法包括：

获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例；

通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和；

按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同；

判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点；

在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤；

在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端；

其中，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令，包括：

提取每个通信子网中的每个目标设备终端的通信优先级以及每个目标设备终端在其对应的通信优先级的协议层中的动态校验码；其中，所述通信优先级用于表征每个目标设备终端在其对应的通信子网中的信息收发速率，所述协议层用于指示对应的目标设备终端的在信息收发时的协议字段的封装逻辑，所述动态校验码用于表征所述封装逻辑的校验类型；

按照所述通信优先级的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第一排序序列，并按照基于所述动态校验码确定出的目标设备终端的校验通过率的由大到小的顺序对每个通信子网中的目标设备终端进行排序得到第二排序序列；

针对每个通信子网中的每个目标设备终端，判断该目标设备终端在其对应的第一排序序列中的第一排序位置与在其对应的第二排序序列中的第二排序位置是否相同；若相同，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第一签名；若不相同，则计算该目标设备终端对应的第一排序位置对应的第一序列编号值与该目标设备终端对应的第二排序位置对应的第二序列编号值之间的差值是否低于预设阈值；若是，则对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第二签名；若否，对该目标设备终端对应的终端类型信息添加第三签名；

基于每个通信子网中的每个目标设备终端所对应终端类型信息所添加的签名的类别比例信息以及每个通信子网中的目标设备终端的数量，确定每个通信子网对应的指令异构系数；其中，所述指令异构系数用于表征所述通信子网中每个目标设备终端对应的初始配置指令的异构性；

根据每个通信子网中的每个目标设备终端对应的签名类型生成与该目标设备终端对应的初始配置指令；按照所述指令异构系数在每条初始配置指令中的异构对应值将每条初始配置指令进行编码，得到每个通信子网对应的配置指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对每个通信子网的通信带宽占用率进行实时监测，如果监测到第一目标通信子网的第一通信带宽占用率达到设定阈值，则根据所述第一通信带宽占用率与所述设定阈值之间的第一差值从所述通信子网中确定第二目标通信子网；其中，所述第二目标通信子网的第二通信带宽占用率与所述设定阈值的第二差值满足设定条件；

基于所述第二目标通信子网的第二通信宽带占用率对所述第二目标通信子网对应的第二通信频段进行调整，以获取通过调整第二通信频段生成的频段资源包；

将所述频段资源包中的频段描述信息映射到所述第一目标通信子网对应的第一通信频段中，得到所述频段描述信息在所述第一通信频段中的目标频段区间，按照所述目标频段区间对所述第一通信频段进行调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时，包括：

从所述链路中心度所对应的联网记录中查找出所述时段信息所对应的信息标签，并根据所述信息标签生成所述联网记录对应的第一信息集合；基于所述链路中心度与其所对应联网记录的更新频率之间的对应关系生成所述链路中心度对应的第二信息集合；其中，所述第一信息集合用于表征所述联网记录的时段特征，所述第二信息集合用于表征所述联网记录的有效性特征，所述第一信息集合和所述第二信息集合中均包括多个具有不同关联度的信息节点；

确定出所述第一信息集合中的具有最大关联度的第一信息节点以及所述第二信息集合中的具有最小关联度的第二信息节点，按照所述第一信息节点在所述第一信息集合中的第一位置信息以及所述第二信息节点在所述第二信息集合中的第二位置信息构建所述第一信息集合和所述第二信息集合的关联性逻辑列表；其中，所述关联性逻辑列表用于表征所述第一信息集合和所述第二信息集合之间的信息融合度；

基于所述关联性逻辑列表从所述至少一个第一设备终端的状态切换线程中提取第一目标线程参数和第二目线程参数；其中，所述状态切换线程由所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时开启，所述第一目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时的延时参数，所述第二目标线程参数用于表征所述至少一个第一设备参数在进行联网状态切换时的配置参数变化参数；

按照设定步长截取所述第二目标线程参数在设定时段内的多组第三目标线程参数，计算所述延时参数相对于每组第三目标线程参数的延时权重，采用所述延时权重对所述延时参数对应的延时时长值进行加权得到加权和值，根据相邻的第三目标线程参数的相似度计算所述至少一个第一设备终端的配置参数的调整耗时时长值，将所述加权和值与所述调整耗时时长值进行相加，得到所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，包括：

解析所述请求指令以获取所述请求指令中所包括的用于指示所述最小切换耗时对应的第一设备终端的连接指向信息；

根据所述连接指向信息确定与所述最小切换耗时对应的第一设备终端对应的多个第二设备终端；

针对每个第二设备终端，判断该第二设备终端的链路中心度是否小于等于所述最小切换耗时对应的第一设备终端的链路中心度；若是，则将所述最小切换耗时对应的第一设备终端的第一终端标识与该第二设备终端的第二终端标识添加到预设的标识分组下，并根据所述标识分组中的第一终端标识和第二终端标识构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通信干扰系数具体通过以下方式得到：

以所述第一网络拓扑和所述第二网络拓扑中的拓扑节点的通信地址分别构建所述第一网络拓扑的第一网络覆盖区域以及所述第二网络拓扑的第二网络覆盖区域；

确定所述第一网络覆盖区域和所述第二网络覆盖区域的重叠区域；

根据所述重叠区域所对应的网络覆盖区域的数量确定所述第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的干扰因子，并基于所述干扰因子对预设的初始干扰系数进行修正得到所述通信干扰系数。

6.一种基于5G与边缘计算的网络处理系统，其特征在于，包括互相之间通信的云通信服务器和n个设备终端；

所述云通信服务器，用于：

获取所述n个设备终端中的至少一个第一设备终端触发的用于进行生产条件切换的请求指令，根据所述至少一个第一设备终端的请求指令由所述云通信网络服务器所记录的所述至少一个第一设备终端的联网记录得到所述至少一个第一设备终端在所述联网记录中的链路中心度；其中，所述联网记录存储于所述云通信网络服务器的数据库中用于记录每个设备终端的通信日志，所述链路中心度用于表征所述第一设备终端在每次联网过程中与其他设备终端存在链接的累计数量m与n的比例；

通过所述链路中心度所对应的联网记录的时段信息计算所述至少一个第一设备终端在根据所述请求指令进行联网状态切换时所需要的切换耗时；其中，所述联网状态切换用于表征所述至少一个第一设备终端在进行联网状态切换时断开旧链路以及建立新链路所需的耗时总和；

按照切换耗时由小到大的顺序依次以所述至少一个第一设备终端在所述n个设备终端所形成的第一网络拓扑中的拓扑节点为基准，根据所述请求指令构建最小切换耗时对应的第一设备终端的通信子网，并基于计算得到的每个通信子网对应的第二网络拓扑与所述第一网络拓扑之间的通信干扰系数，为每个通信子网设置通信频段；其中，不同通信子网之间的通信频段不同；

判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点；在所述每两个通信子网存在相同的拓扑节点的情况下，将所述目标拓扑节点从所述每两个通信子网中通信干扰系数较小的通信子网中移出并返回判断所构建的通信子网中的每两个通信子网是否存在相同的目标拓扑节点的步骤；在所述每两个通信子网不存在相同的拓扑节点的情况下，根据所构建的通信子网的分布信息生成配置指令并将所述配置指令下发给每个设备终端；

所述设备终端，用于：

根据所述配置指令进行通信参数配置。

Images