[發明專利]一種帶寬分配方法、系統和裝置

有效

• 申請號: 202210703170.0
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115118603B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 周玉彬;李祥輝;楊彥波
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;武漢飛思靈微電子技術有限公司
• 主分類號: H04L41/0896
• 分類號: H04L41/0896;H04W72/0453;H04W72/50;H04W72/566
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 宋建平

本發明涉及一種帶寬分配方法、系統和裝置。其方法部分主要包括：基于不同的業務流量需求，計算出對應業務的帶寬；將不同種類的帶寬按照計算順序存入高優先級隊列或低優先級隊列；對所有帶寬進行授權排布，并按照高優先級隊列優先、低優先級隊列盡力而為的原則將帶寬授權排布在上行時間片中。本發明適用于低時延和大流量業務共存的應用場景，在保證低時延、低抖動的同時，還能提供高吞吐量的帶寬應用。

技術領域

本發明涉及通信和信息處理技術領域，特別是涉及一種帶寬分配方法、系統和裝置。

背景技術

在通信領域，隨著5G技術的逐漸普及，網絡應用場景越來越復雜，尤其在工業應用領域，業務應用存在多樣化和差異化，不同的終端對網絡設備要求不同。根據這些工業應用對網絡的需求，可以將工業網絡典型業務場景大致分為四類：基于高清視頻智能化應用、低時延控制類應用、設備能源管理類應用、融合通信綜合承載類應用。

對于基于高清視頻智能化應用場景：在工業園區/工廠部署高清攝像頭，將采集到高清視頻/圖像實時回傳到云端服務器，結合后臺人工智能技術及智能檢測系統，實現工業領域基于高清視頻/圖像的業務應用場景。其特點是高清視頻/圖像分辨率高，傳輸速率高，要滿足無損、無卡頓、實時穩定回傳及查看，需要通信網絡具備上下行大帶寬、低丟包率、高可靠特性。

對于低時延控制類應用場景：工業自動化生產過程中，通過PLC(ProgrammableLogic?Controller，可編程邏輯控制器)，變頻器，伺服電機，工控機等工業控制設備，對機器臂、AGV小車(Automated?Guided?Vehicle，自動導引運輸車/無人搬運車)、機床、行車等現場設備進行周期性自動化控制/遠程控制，以及多個機器人之間的協同作業，降低人力成本提高作業效率，需要對控制指令進行上傳下達，實現工業領域低時延控制類應用。其特點是控制類信號為小數據包、要求低時延、低抖動、高可靠性，端側設備以PLC為主，多使用自動化設備廠家工業以太網私有協議，需要通信網絡具備高可靠性、低時延低抖動、QOS(Quality?of?Service，服務質量)保障特性。

這些工業場景對網絡要求嚴苛，有些場景存在多種終端接入同一張網絡，需要進行統一承載調度的情況，這種情況下，既需要保障端到端精確到微妙級的準確時延，同時也會傳輸大量的數據。這種對網絡性能差異化的需求，需要網絡設備提供可保障的終端安全接入、靈活互操作架構、高可靠性、低時延抖動，低丟包率、上下行大帶寬的按需服務。

在現有工業網絡應用中，當不同需求的終端同時接入，既要為控制類信號下發低時延低抖動、低丟包率、高可靠性的帶寬，又要為高傳輸率業務按需靈活下發大帶寬。此時若使用固定帶寬保障低時延，低抖動，那么帶寬吞吐量和帶寬利用率就會下降；若使用盡力而為帶寬，就會導致低時延控制業務時延性能下降，無法滿足生產需求。綜上所述，傳統帶寬分配方式不能較好兼顧低時延和大帶寬共存的需求。

鑒于此，如何克服現有技術所存在的缺陷，滿足上述對網絡性能差異化的需求問題，是本技術領域待解決的難題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種帶寬分配方法、系統和裝置。由于低時延控制類業務其特點是數據包小，高傳輸率業務特點是數據包大，本發明采用在固定時間點給低時延控制業務下發帶寬，且其時間片固定，剩余的時間片下發盡力而為帶寬的方式，當上行剩余的時間片不足以存放盡力而為帶寬時，將盡力而為帶寬進行切割，在下一次的低時延帶寬下發后，再下發上一次剩余的盡力而為帶寬，保證每次的低時延控制業務時間片不被干擾。以此滿足低時延控制業務獲得確定性時延的需求，以及滿足大流量業務能極大的利用上行帶寬的目的。

本發明實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種帶寬分配方法，包括：

基于不同的業務流量需求，計算出對應業務的帶寬；

將不同種類的帶寬按照計算順序存入高優先級隊列或低優先級隊列；