CN116156573A - 5g和tsn的低延时通讯系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种5G和TSN的低延时通讯系统及方法，所述5G和TSN的低延时通讯方法包括：在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出，如此，如此减少因为基站负载较大而影响传输，而延长延时的问题，进而可以减小延时。

Description

5G和TSN的低延时通讯系统及方法
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种5G和TSN的低延时通讯系统及方法。
背景技术
工业界在5G发展初期就已经看到了5G在工业领域的巨大潜力。5G可以为工业控制系统和数据流量提供低延迟和超可靠的确定性功能，其无线技术可以为整个工业制造设施和工厂提供系统连接的灵活性。5G应用场景贯穿了工业制造的全过程，覆盖了供应链管理、AGV、生产过程控制、机器协作、库存管理、产品交付管理等各个环节.
5G定义了超健壮的传输模式，提高了数据和控制无线电信道的可靠性，并将时间同步嵌入了5G蜂窝无线系统中，作为其运行的重要组成部分。5G引入了针对低延迟和资源管理的重定义方案以提供超高可靠性和低延迟。
随着工业4.0的推进以及工业互联网的发展，传统以太网不再能满足市场需求。TSN是一组基于以太网的新一代网络标准，允许通过802网络实现时间同步的低延迟流服务。通过标准以太网，TSN创建了分布式、同步化、实时系统的机制。这些系统使用相同的基础架构来提供实时控制并传达所有标准IT数据，从而为控制、测量、配置、UI和文件交换基础架构的融合提供动力。通过基于时间定义队列，TSN可确保通过交换网络的流量具有有限的最大延迟。
显然，5G和TSN均能够大大改善延迟的问题，但如何将其组合，以进一步改善延时，是业界一个热门的话题。
发明内容
本发明提供一种5G和TSN的低延时通讯系统及方法，旨在进一步减少延时的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种5G和TSN的低延时通讯方法，基于5G和TSN的低延时通讯系统，所述5G和TSN的低延时通讯系统包括多个多个5G基站、多个TSN组网设备、多个基站测试装置以及中央控制器，所述多个5G基站形成有多个5G覆盖区，所述多个TSN组网设备分布在所述多个5G覆盖区，且每一所述5G覆盖区设置有至少一所述TSN组网设备，且所述多个TSN组网设备通过TSN网络通讯连接，所述中央控制器与所述多个基站测试装置和所述多个TSN组网设备电性连接，所述5G和TSN的低延时通讯方法执行于所述中央控制器，所述5G和TSN的低延时通讯方法包括：
在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出。
在本发明的一实施例中，所述第一设定值为70％。
在本发明的一实施例中，在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态的步骤之后，还包括：
在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，所述中央控制器获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制负载较低的所述5G基站对应的所述其他的所述TSN组网设备，将数据通过对应的所述5G基站传输出。
在本发明的一实施例中，所述第二设定值为50％。
在本发明的一实施例中，在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值的步骤之后，还包括：
其他的所述TSN组网设备在接收到所述TSN组网设备发送的数据后，且在一设定时间内所述TSN组网设备对应的所述5G基站的负载率未达到所述第一设定值时，控制其他的所述TSN组网设备将已经接收到的所述TSN组网设备发送的数据进行删除。
本发明还提供一种5G和TSN的低延时通讯系统，包括：
多个5G基站，所述多个5G基站形成有多个5G覆盖区；
多个TSN组网设备，分布在所述多个5G覆盖区，且每一所述5G覆盖区设置有至少一所述TSN组网设备，且所述多个TSN组网设备通过TSN网络通讯连接；
多个基站测试装置，用以测试各所述5G基站的忙碌状态；以及，
中央控制器，与所述多个基站测试装置和所述多个TSN组网设备电性连接，所述中央控制器包括包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器执行的5G和TSN的低延时通讯程序，所述5G和TSN的低延时通讯程序执行时实现如上述的5G和TSN的低延时通讯方法的步骤。
本发明提出的技术方案中，所述5G和TSN的低延时通讯方法包括：在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出，如此，如此减少因为基站负载较大而影响传输，而延长延时的问题，进而可以减小延时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的5G和TSN的低延时通讯系统的一实施例的框架示意图
图2为本发明提供的5G和TSN的低延时通讯方法的一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示，本发明一种5G和TSN的低延时通讯系统，包括：
多个5G基站，所述多个5G基站形成有多个5G覆盖区；
多个TSN组网设备，分布在所述多个5G覆盖区，且每一所述5G覆盖区设置有至少一所述TSN组网设备，且所述多个TSN组网设备通过TSN网络通讯连接；
多个基站测试装置，用以测试各所述5G基站的忙碌状态；以及，
中央控制器，与所述多个基站测试装置和所述多个TSN组网设备电性连接。
所述中央控制器包括包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器执行的5G和TSN的低延时通讯程序，所述5G和TSN的低延时通讯程序执行时实现如上述的5G和TSN的低延时通讯方法的步骤：
在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出。
在本发明的一实施例中，所述第一设定值为70％。
在本发明的一实施例中，在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态的步骤之后，还包括：
在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，所述中央控制器获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制负载较低的所述5G基站对应的所述其他的所述TSN组网设备，将数据通过对应的所述5G基站传输出。
在本发明的一实施例中，所述第二设定值为50％。
在本发明的一实施例中，在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值的步骤之后，还包括：
其他的所述TSN组网设备在接收到所述TSN组网设备发送的数据后，且在一设定时间内所述TSN组网设备对应的所述5G基站的负载率未达到所述第一设定值时，控制其他的所述TSN组网设备将已经接收到的所述TSN组网设备发送的数据进行删除。
基于上述的结构，本发明还提供一种所述5G和TSN的低延时通讯方法包括：
步骤S10、在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；
步骤S20、当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出。
本发明提出的技术方案中，所述5G和TSN的低延时通讯方法包括：在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出，如此，如此减少因为基站负载较大而影响传输，而延长延时的问题，进而可以减小延时。
在本发明的一实施例中，所述第一设定值为70％，当负载超过70％就会对传输速度有明显的影响。
在本发明的一实施例中，在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态的步骤之后，还包括：
在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，所述中央控制器获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制负载较低的所述5G基站对应的所述其他的所述TSN组网设备，将数据通过对应的所述5G基站传输出。
如此，在5G基站发生拥堵之前，提前做好准备，以使得当发生拥堵时，能够即可采用其他的5G基站将数据发送出。
在本发明的一实施例中，所述第二设定值为50％。
在本发明的一实施例中，在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值的步骤之后，还包括：
其他的所述TSN组网设备在接收到所述TSN组网设备发送的数据后，且在一设定时间内所述TSN组网设备对应的所述5G基站的负载率未达到所述第一设定值时，控制其他的所述TSN组网设备将已经接收到的所述TSN组网设备发送的数据进行删除。
如此可以减小其他的所述TSN组网设备的存储空间。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，电视机，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种5G和TSN的低延时通讯方法，基于5G和TSN的低延时通讯系统，所述5G和TSN的低延时通讯系统包括多个多个5G基站、多个TSN组网设备、多个基站测试装置以及中央控制器，所述多个5G基站形成有多个5G覆盖区，所述多个TSN组网设备分布在所述多个5G覆盖区，且每一所述5G覆盖区设置有至少一所述TSN组网设备，且所述多个TSN组网设备通过TSN网络通讯连接，所述中央控制器与所述多个基站测试装置和所述多个TSN组网设备电性连接，其特征在于，所述5G和TSN的低延时通讯方法执行于所述中央控制器，所述5G和TSN的低延时通讯方法包括：
在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制所述TSN组网设备将数据通过TSN网络传输至负载较低的其他的所述TSN组网设备，并且通过所述其他的所述TSN组网设备对应的所述5G基站传输出。
2.如权利要求1所述的5G和TSN的低延时通讯方法，其特征在于，所述第一设定值为70％。
3.如权利要求1所述的5G和TSN的低延时通讯方法，其特征在于，在其中一所述TSN组网设备需要通过5G网络发送信息时，获取所述TSN组网设备所在5G覆盖区的所述5G基站的忙碌状态的步骤之后，还包括：
在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值；
当对应的所述5G基站负载超出第一设定值时，所述中央控制器获取其他的所述5G基站的忙碌状态，控制负载较低的所述5G基站对应的所述其他的所述TSN组网设备，将数据通过对应的所述5G基站传输出。
4.如权利要求3所述的5G和TSN的低延时通讯方法，其特征在于，所述第二设定值为50％。
5.如权利要求3所述的5G和TSN的低延时通讯方法，其特征在于，在所述TSN组网设备对应的所述5G基站达到第二设定值时，控制所述TSN组网设备同时将数据通过TSN网络传送至各个其他的TSN组网设备，所述所述第二设定值小于所述第一设定值的步骤之后，还包括：
其他的所述TSN组网设备在接收到所述TSN组网设备发送的数据后，且在一设定时间内所述TSN组网设备对应的所述5G基站的负载率未达到所述第一设定值时，控制其他的所述TSN组网设备将已经接收到的所述TSN组网设备发送的数据进行删除。
6.一种5G和TSN的低延时通讯系统，其特征在于，包括：
多个5G基站，所述多个5G基站形成有多个5G覆盖区；
多个TSN组网设备，分布在所述多个5G覆盖区，且每一所述5G覆盖区设置有至少一所述TSN组网设备，且所述多个TSN组网设备通过TSN网络通讯连接；
多个基站测试装置，用以测试各所述5G基站的忙碌状态；以及，
中央控制器，与所述多个基站测试装置和所述多个TSN组网设备电性连接，所述中央控制器包括包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器执行的5G和TSN的低延时通讯程序，所述5G和TSN的低延时通讯程序执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的5G和TSN的低延时通讯方法的步骤。
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