【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及确定性网络通信，具体涉及一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法。
技术介绍
1、随着工业4.0、第五代移动网络(5th generation mobile networks，5g)、远程驾驶和远程手术等应用数量的不断增长，出现了时间确定性业务，需要网络提供高可靠、低时延抖动以及确定性的转发支持，这些需求对传统尽力而为的网络提出了新的挑战。为满足上述应用对网络的要求，时间敏感网络(time sensitive network，tsn)和确定性网络(deterministic network，detnet)分别对二层链路层和三层网络层进行优化，提升其对时间敏感流传输的支撑能力。tsn网络采用时间感知整形器tas(time aware shaper，tas)或循环队列转发(cyclic queueing and forwarding，cqf)等调度机制实现局域网的确定性调度，而detnet网络结合路由信息提出了循环指定队列转发机制(cycle specifiedqueueing and forwarding，csqf)实现核心网的确定性调度，但这两个域的调度机制有所不同，在互通性上还存在技术壁垒。随着网络规模的不断扩大，在大规模网络中存在核心网与局域网，不同域调度机制的差异导致时敏数据流的端到端传输难以满足确定性需求，对整个网络的调度规划带来一定的难度。
2、目前，确定性网络的研究与应用一直在进行。然而，现有的tsn调度机制与detnet调度机制的时隙资源、端口速率等存在差异，使得数据流在域间传输会引入额外的排
技术实现思路
1、为解决上述问题，实现三层核心网调度机制与二层局域网调度机制的跨层融合传输，保障时敏流在传输过程中时延抖动确定有界；本专利技术提供了一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，包括以下步骤：
2、s1.构建时敏流在detnet域的流模型，根据流模型获取时敏流从detnet域流入tsn域后的剩余时延需求；
3、s2.根据剩余时延需求设计tsn域cqf调度机制的时隙长度；
4、s3.根据detnet域csqf调度机制和tsn域cqf调度机制的时隙长度，构建一对一的时隙映射函数；
5、s4.基于时隙映射函数构建detnet域时隙偏移因子，采用基于深度强化学习的时敏流跨层时隙偏移整形机制在detnet域网关处求解detnet域时隙偏移因子。
6、进一步的，步骤s1构建时敏流在detnet域的流模型，所述流模型包括时敏流元组和时敏流时隙调度信息，其构建过程包括：
7、s101.设置第i条时敏流fi在detnet域中从源节点到目的节点所经过路径表示为其中，表示第i条时敏流fi所经过的源节点，示第i条时敏流fi所经过的目的节点，表示第i条时敏流fi所经过的第k个中间节点，k表示中间节点数量；
8、s102.结合detnet域的csqf调度机制的周期大小设置时敏流元组，其表示为：
9、
10、其中，表示第i条时敏流fi的时敏流元组，表示第i条时敏流fi在detnet域的经过路径，di表示第i条时敏流fi的端到端截止时延需求；ε∈{0,1}为域转换元素，若第i条时敏流fi要流入tsn域，则ε＝1，否则ε＝0；tcsqf表示detnet域的csqf调度机制的周期大小；
11、s103.时敏流在detnet域中传输至每一个中间节点前需要提前存储其经过该中间节点的时隙调度信息，设置第i条时敏流fi在第k个中间节点处的时隙调度信息为其中，表示第i条时敏流fi在扩展包头字段存储的标识号，表示第i条时敏流fi在第k个中间节点处第n个时隙的调度，表示第i条时敏流fi在第k个中间节点处存入第个队列。
12、进一步的，步骤s1根据流模型获取时敏流从detnet域流入tsn域后的剩余时延需求，包括：
13、s111.定义第i条时敏流fi在时间被源节点调度出去，则时敏流fi到达中间节点的时间表示为：
14、
15、其中，表示时敏流fi被源节点调度到中间节点的发送时延，表示时敏流fi被源节点调度到中间节点的传输时延，dffsrc,1表示源节点相对于中间节点的时间偏差；
16、s112.结合时敏流fi的时隙调度信息获取时敏流fi在中间节点的排队时间为：
17、
18、其中，表示csqf调度机制的时隙大小，表示第i条时敏流fi在第1个中间节点处第n个时隙的调度，‖‖表示取余符号；
19、s113.根据s111和s112的分析可得时敏流fi到达目的节点所花费时间为则时敏流fi从detnet域流入tsn域后的剩余时延需求为其中表示时敏流fi被中间节点调度到目的节点的传输时延，表示中间节点调度时敏流fi到下一中间节点的发送时延。
20、进一步的，步骤s2根据剩余时延需求设计tsn域cqf调度机制的时隙长度，包括：
21、s21.设置tsn域的最大时隙约束为：
22、
23、其中，表示cqf调度机制时隙上界，gcd()表示最大公约数函数，fperiod表示tsn域中所有流的周期集合；
24、s22.设置tsn域的最小时隙约束为：
25、
26、其中，lqueue表示tsn域cqf调度机制中的队列长度，b表示链路发送速率，tnop为节点每跳固定时延，tsync为时间同步精度；
27、s23.设置剩余时延需求时隙约束为：
28、
29、其中，表示时敏流fi从detnet域流入tsn域后的剩余时延需求，表示tsn域cqf调度机制的时隙大小，h表示时敏流在tsn域中的跳数。
30、进一步的，步骤s3所构建的时隙映射函数表示为：
31、
32、其中，cs表示detnet域发送时敏流的发送时隙，φ(cs)表示tsn域接收到detnet域发送时敏流的时隙号，ns表示detnet域csqf调度机制一个周期内的时隙数，表示detnet域csqf调度机制的时隙大小，ds,r表示detnet域到tsn域的域间链路传播时延，δs,r表示detnet域与tsn域的时间同步偏差，表示tsn域cqf调度机制的时隙大小，nr表示tsn域cqf调度机制一个周期内的时隙数，表示向下取整。
33、进一步的，步骤s4基于一对一的时隙映射函数构建detnet域时隙偏移因子，包括：
34、s401.设置tsn域接收detnet域发送时敏流的接收时隙为：
35、
36、其中，cs表示detnet域发送时敏流的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤S1构建时敏流在DetNet域的流模型，所述流模型包括时敏流元组和时敏流时隙调度信息，其构建过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤S1根据流模型获取时敏流从DetNet域流入TSN域后的剩余时延需求，包括：
4.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤S2根据剩余时延需求设计TSN域CQF调度机制的时隙长度，包括：
5.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤S3所构建的时隙映射函数表示为：
6.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤S4基于一对一的时隙映射函数构建DetNet域时隙偏移因子，包括：
7.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，所述基于深度强化学习的时敏流跨层时隙偏
8.根据权利要求7所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，时延约束表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤s1构建时敏流在detnet域的流模型，所述流模型包括时敏流元组和时敏流时隙调度信息，其构建过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤s1根据流模型获取时敏流从detnet域流入tsn域后的剩余时延需求，包括：
4.根据权利要求1所述的一种确定性网络的跨层时隙偏移调度方法，其特征在于，步骤s2根据剩余时延需求设计tsn域cqf调度机制的时隙...
【专利技术属性】
技术研发人员：段洁，张汝凤，徐川，邢媛，张正旭，张玉林，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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