[发明专利]基于5G的网控动态协同优化方法与架构

权利要求书

1.基于5G的网控动态协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过工业实时控制系统，动态调整工业实时控制系统产生的控制任务的实时数据流发送频率；

2）当实时数据流发送频率不再波动时，通过5G-URLLC，动态调整每个超周期内资源占用数目，完成对5G网络控制系统的动态优化；

所述步骤2）包括以下步骤：

2-1）对工业实时控制系统中所有产生数据流的控制任务的数目进行标定；

2-2）对一个工业实时控制系统中所有控制任务的实时数据流发送频率进行标定；

2-3）对于每一个工业实时控制系统，当控制任务数目不变时，调整每个超周期内的资源占用数目，使每个超周期内的资源占用数目平均化；

2-4）当控制任务数目发生变化时，返回步骤2-1）；当控制任务的实时数据流的发送频率发生变化时，返回步骤2-2）；当控制任务数目和控制任务的实时数据流的发送频率均无变化时，完成对每个超周期内资源占用数目的动态调整；

所述使每个超周期内的资源占用数目平均化，具体为：使每个超周期内的资源占用数目相同或最大差值为1；

所述超周期为一个工业实时控制系统中所有控制任务的实时数据流的发送频率周期的最小公倍周期。

2.根据权利要求1所述的基于5G的网控动态协同优化方法，其特征在于，所述步骤1）包括以下步骤：

1-1）对每个工业实时控制系统中实时数据流的传输时延进行标定；

1-2）对无线网络的实时吞吐量进行标定；

1-3）判断无线网络实时吞吐量是否达到最大吞吐量，若达到，则执行步骤1-4）；否则，提高工业实时控制系统中实时数据流的发送频率，返回步骤1-1）；

1-4）判断每个工业实时控制系统中实时数据流是否存在超过传输时延限制的数据流，若存在，则降低该工业实时控制系统中实时数据流的发送频率，返回步骤1-1）；否则，完成对工业实时控制系统产生的控制任务的实时数据流的调整，此时实时数据流发送频率不再波动。

3.基于5G的网控动态协同优化架构，其特征在于，包括工业实时控制系统、非授权频段5G收发设备5G-URLLC、实时工业生产执行系统，其中：

工业实时控制系统，用于动态调整控制任务的实时数据流发送频率；

5G-URLLC，用于工业控制系统产生的实时数据流进行动态调度；

实时工业生产执行系统，用于根据工业实时控制系统产生的控制任务执行动作；

所述架构用于执行以下步骤：

1）通过工业实时控制系统，动态调整工业实时控制系统产生的控制任务的实时数据流发送频率；

2）当实时数据流发送频率不再波动时，通过5G-URLLC，动态调整每个超周期内资源占用数目，完成对5G网络控制系统的动态优化；

所述步骤2）包括以下步骤：

2-1）对工业实时控制系统中所有产生数据流的控制任务的数目进行标定；

2-2）对一个工业实时控制系统中所有控制任务的实时数据流发送频率进行标定；

2-3）对于每一个工业实时控制系统，当控制任务数目不变时，调整每个超周期内的资源占用数目，使每个超周期内的资源占用数目平均化；

2-4）当控制任务数目发生变化时，返回步骤2-1）；当控制任务的实时数据流的发送频率发生变化时，返回步骤2-2）；当控制任务数目和控制任务的实时数据流的发送频率均无变化时，完成对每个超周期内资源占用数目的动态调整；

所述使每个超周期内的资源占用数目平均化，具体为：使每个超周期内的资源占用数目相同或最大差值为1；

所述超周期为一个工业实时控制系统中所有控制任务的实时数据流的发送频率周期的最小公倍周期。

4.根据权利要求3所述的基于5G的网控动态协同优化架构，其特征在于，所述5G-URLLC，包括网络控制管理模块、NB以及UE，其中：

网络控制管理模块，用于工业控制系统产生的实时数据流进行动态调度；

NB，用于接收工业实时控制系统发出控制任务，并通过UE发送给实时工业生产执行系统。