CN114286408B - 基于天地一体化的网络性能优化方法、系统、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于天地一体化的网络性能优化方法、系统、装置及介质，包括：获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量；按所述流量的大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息；根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级；根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站。本发明实施例可以根据用户终端的实时业务需求匹配不同的网络基站，从而优化网络性能，提高用户体验，可广泛应用于卫星通信技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种基于天地一体化的网络性能优化方法、系统、装置及介质。
背景技术
目前，随着5G技术的日益成熟，中国5G发展稳步前进。由于5G的高性能、低延迟和高容量等突出特点，5G技术开启了互联网时代万物互联的新时代，融入了人工智能、大数据等多项技术。但是作为陆地移动系统，还是有一定的局限性。陆地移动通信服务由于经济和技术的限制，有很多区域都没有覆盖到，比如海洋、森林、沙漠等偏远地区船舶、飞机、科考的宽带通信问题。卫星网络可以解决这些陆地移动服务覆盖不到的区域，成为陆地移动通信的有利补充，所以5G和卫星网络的结合可以大大的提升网络覆盖范围。由于卫星网络和陆地移动网络对数据传输的延迟不同，当用户终端的数量较多时，如果随机将用户终端分配给卫星网络或陆地移动网络，用户终端的网络性能也具有很大的随机性，可能会导致部分用户终端的时延较长而影响用户体验。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种基于天地一体化的网络性能优化方法、系统、装置及介质，可以根据用户终端的实时业务需求匹配不同的网络基站，从而优化网络性能，提高用户体验。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于天地一体化的网络性能优化方法，包括：
获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量；
按所述流量的大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息；
根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级；
根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站。
可选地，所述用户终端信息包括位置信息和历史媒体业务信息，所述实时业务的预测方法如下：
根据所述位置信息对所述用户终端按照第二预设数量进行分类；
根据所述历史媒体业务信息对每类用户终端的实时业务进行预测。
可选地，所述预测的结果包括实时业务占用的时间，所述用户终端的分级方法如下：
计算所述实时业务占用的时间与预设总时间的比例；
根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级。
可选地，所述预设总时间为一天，所述第三预设数量为3，所述根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级，具体包括：
当所述比例大于或等于0.7，所述用户终端为重量级实时业务用户终端；
当所述比例的范围在0.4～0.7之间，所述用户终端为中量级实时业务用户终端；
当所述比例小于或等于0.4，所述用户终端为轻量级实时业务用户终端。
可选地，所述根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站，具体包括：
对分级的结果按照级别的大小进行排名；
将级别最小的用户终端切换到卫星网络基站。
可选地，所述根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站，具体包括：
将所述轻量级实时业务用户终端切换到卫星基站。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于天地一体化的网络性能优化系统，包括：
第一模块，用于获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量；
第二模块，用于按所述流量大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息；
第三模块，用于根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级；
第四模块，用于根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站。
第三方面，本发明实施例提供了一种基于天地一体化的网络性能优化装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的方法。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先通过移动网络基站的性能数据计算移动网络基站的流量，然后获取流量较大的移动网络基站的用户终端信息并根据用户终端信息对用户终端进行实时业务预测及分级，最后根据用户终端的分级结果将部分用户终端切换到卫星网络基站；从而实现根据用户终端的实时业务需求匹配不同的网络基站，优化网络性能，提高用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于天地一体化的网络系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于天地一体化的网络性能优化方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于天地一体化的网络系统的基站切换方法的时序图；
图4是本发明实施例提供的一种基于天地一体化的网络性能优化系统的结构框图；
图5是本发明实施例提供的一种基于天地一体化的网络性能优化装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
如图1所示，图1表示移动网络基站和卫星网络基站协同工作的结构示意图，所有用户终端都可以通过移动网络基站连接到移动网络的核心网或通过卫星网络基站连接到卫星网络的核心网。由于目前的移动用户终端的数目巨大，如果所有的移动用户终端通过移动网络基站通信，或随机通过移动网络基站或卫星网络基站通信，移动网络会面临速度变慢或卡顿的问题。
如图2所示，本发明实施例提供了一种基于天地一体化的网络性能优化方法，其包括的步骤如下所示：
S100、获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量。
需要说明的是，步骤S100可以由基站分析模块完成，基站分析模块可以设置在5G核心网的网络数据分析功能网元中。基站分析模块采用实时计算框架spark streaming计算移动网络基站的流量。
S200、按所述流量的大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息。
需要说明的是，第一预设数量的具体数值根据实际应用确定，本实施例不做具体限制，如取流量最大的10个基站，然后取该10个基站的所有用户终端的信息。用户终端的信息包括但不限于位置信息及历史使用媒体业务信息等。如表一和表二所示，表一表示网络基站与用户终端的对应关系，表二表示用户端相关信息。
表一
| 基站ID | 用户ID | 用户信息 |
| 1 | 1 | C1 |
| 1 | 2 | C2 |
表二
| 用户ID | IP | 时间戳 |
| 1 | 17.20.1.2 | 20210825-00:00:00 |
| 1 | 17.20.1.2 | 20210825-00:05:00 |
S300、根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级。
需要说明的是，通过建立模型对用户终端的实时业务进行预测，预测模型本实施例不做具体限制，如采用线性回归模型，根据当前时刻的前3分钟的历史媒体业务信息预测当前时刻的下1分钟的实时业务。
需要说明的是，历史媒体业务信息或实时业务包括但不限于视频业务、语音业务、新闻业务、信息业务及邮件业务等。
可选地，所述用户终端信息包括位置信息和历史媒体业务信息，所述实时业务的预测方法如下：
S310、根据所述位置信息对所述用户终端按照第二预设数量进行分类；
S320、根据所述历史媒体业务信息对每类用户终端的实时业务进行预测。
需要说明的是，第二预设数量根据实际应用确定，本实施例不做具体限制，如按照中国的省份数量进行分类等。分类的具体方法本实施例不做具体限制，如采用kmeans聚类算法进行分类。
可选地，所述预测的结果包括实时业务占用的时间，所述用户终端的分级方法如下：
S330、计算所述实时业务占用的时间与预设总时间的比例；
S340、根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级。
需要说明的是，预设总时间根据实际应用具体确定，本实施例不做具体限制，如1天或1小时等。
需要说明的是，第三预设数量根据实际应用具体确定，本实施例不做具体限制，如3个等级。如表三所示，表三表示用户终端的实时业务分级。
| 用户ID | IP | 时间戳 | 实时业务分级 |
| 1 | 17.20.1.2 | 20210825-00:00:00 | 1 |
| 1 | 17.20.1.2 | 20210825-00:05:00 | 1 |
在一个具体的实施例中，用户终端的实时业务占用的时间与预设总时间的比例的计算如下：
T_all＝24*3600
T_i＝1*60*Xi
r＝T_i/T_all
其中，T_all表示1天的总时间，单位为秒；Xi表示用户终端的实时业务占用的时间，单位为分；T_i表示用户终端的实时业务占用的时间，单位为秒；r表示用户终端的实时业务占用的时间与预设总时间的比例。
可选地，所述预设总时间为一天，所述第三预设数量为3，所述根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级，具体包括：
S350、当所述比例大于或等于0.7，所述用户终端为重量级实时业务用户终端；
S360、当所述比例的范围在0.4～0.7之间，所述用户终端为中量级实时业务用户终端；
S370、当所述比例小于或等于0.4，所述用户终端为轻量级实时业务用户终端。
具体地，在步骤S350至S370中将0.7和0.4作为2个分界线，将用户终端的实时业务分成重量级实时业务、中量级实时业务及轻量级实时业务。
S400、根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站。
需要说明的是，根据用户终端的实时业务类型可以将用户终端分成若干个分级，可以将其中一个或多个分级的用户终端切换到卫星网络基站。
可选地，所述根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站，具体包括：
S410、对分级的结果按照级别的大小进行排名；
S420、将级别最小的用户终端切换到卫星网络基站。
需要说明的是，级别越小表明该级别的用户终端的预测的实时业务需求量越小，对时间延迟的要求越低，将实时业务需求量最小的用户终端切换到卫星网络基站，对用户的使用体验影响不大。
可选地，所述根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站，具体包括：
S430、将所述轻量级实时业务用户终端切换到卫星基站。
需要说明的是，该实施例中，用户终端的实时业务包括重量级实时业务、中量级实时业务及轻量级实时业务，将轻量级实时业务用户终端切换到卫星基站对用户的使用体验影响最小。
参阅图3，当移动网络基站(地面基站)确定了切换到卫星基站(空间基站)的用户终端后，地面基站首先向空间基站发送资源请求，空间基站接收资源请求并向地面基站发送资源影响，地面基站接收资源响应并向用户移动终端(UE)发送切换指令，UE接收切换指令并向地面基站发送切换相应，地面基站接收切换响应后，源核心网及目的核心网的核心网网元协同将用户终端的通信从地面基站切换到空间基站。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例首先通过移动网络基站的性能数据计算移动网络基站的流量，然后获取流量较大的移动网络基站的用户终端信息并根据用户终端信息对用户终端进行实时业务预测及分级，最后根据用户终端的分级结果将部分用户终端切换到卫星网络基站；从而实现根据用户终端的实时业务需求匹配不同的网络基站，优化网络性能，提高用户体验。
如图4所示，本发明实施例提供了一种基于天地一体化的网络性能优化系统，包括：
第一模块，用于获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量；
第二模块，用于按所述流量大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息；
第三模块，用于根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级；
第四模块，用于根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
如图5所示，本发明实施例提供了一种基于天地一体化的网络性能优化装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述的方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种基于天地一体化的网络性能优化方法，其特征在于，包括：
获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量；
按所述流量的大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息；
根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级；其中，所述预测的结果包括实时业务占用的时间，所述用户终端的分级方法如下：计算所述实时业务占用的时间与预设总时间的比例；根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级；
根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站；具体包括：对分级的结果按照级别的大小进行排名；将级别最小的用户终端切换到卫星网络基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户终端信息包括位置信息和历史媒体业务信息，所述实时业务的预测方法如下：
根据所述位置信息对所述用户终端按照第二预设数量进行分类；
根据所述历史媒体业务信息对每类用户终端的实时业务进行预测。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设总时间为一天，所述第三预设数量为3，所述根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级，具体包括：
当所述比例大于或等于0.7，所述用户终端为重量级实时业务用户终端；
当所述比例的范围在0.4～0.7之间，所述用户终端为中量级实时业务用户终端；
当所述比例小于或等于0.4，所述用户终端为轻量级实时业务用户终端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站，具体包括：
将所述轻量级实时业务用户终端切换到卫星基站。
5.一种基于天地一体化的网络性能优化系统，其特征在于，包括：
第一模块，用于获取移动网络基站的性能数据，并根据所述性能数据计算所述移动网络基站的流量；
第二模块，用于按所述流量大小对所述移动网络基站进行排名，并获取排名靠前的第一预设数量的移动网络基站的用户终端信息；
第三模块，用于根据所述用户终端信息对用户终端的实时业务进行预测，并根据预测的结果对所述用户终端进行分级；其中，所述预测的结果包括实时业务占用的时间，所述用户终端的分级方法如下：计算所述实时业务占用的时间与预设总时间的比例；根据所述比例将所述用户终端按照第三预设数量进行分级；
第四模块，用于根据分级的结果将部分用户终端切换到卫星网络基站；具体包括：对分级的结果按照级别的大小进行排名；将级别最小的用户终端切换到卫星网络基站。
6.一种基于天地一体化的网络性能优化装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
7.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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