面向工业时敏业务的5G TSN融合网络切片资源调度

管婉青; 刘诺言; 李卫; 付美霞; 张海君

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2024073

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面向工业时敏业务的5G TSN融合网络切片资源调度

研究与开发 | 更新时间：2024-06-05

- 面向工业时敏业务的5G TSN融合网络切片资源调度
- Slice scheduling for industrial time-critical services in 5G TSN integration network
- 电信科学 2024年40卷第3期页码：53-63
- 作者机构：
  
  1.北京科技大学计算机与通信工程学院，北京 100083
  2.北京科技大学自动化学院，北京 100083
- 作者简介：
  
  [ "管婉青（1995- ），女，博士，北京科技大学计算机与通信工程学院讲师、硕士生导师，主要研究方向为B5G/6G、无线资源管理、5G与TSN融合等。" ]
  [ "刘诺言（2001- ），男，北京科技大学计算机与通信工程学院在读，主要研究方向为B5G/6G、无线资源管理、5G与TSN融合等。" ]
  [ "李卫（1966- ），女，北京科技大学计算机与通信工程学院教授，主要研究方向为时间敏感网络、移动网络与工业互联网等。" ]
  [ "付美霞（1990- ），女，博士，北京科技大学自动化学院讲师，主要研究方向为智能制造、工业互联网、人工智能、计算机视觉等。" ]
  [ "张海君（1986‒ ），男，博士，北京科技大学教授、博士生导师，计算机与通信工程学院副院长，主要研究方向为6G移动通信、B5G+行业应用、数字孪生、通感算存一体化、卫星网络等。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年科学基金资助项目(62101031)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-0801.2024073
  中图分类号： TN929.5
- 收稿日期：2023-11-09，
  
  修回日期：2024-03-13，
  
  纸质出版日期：2024-03-20
- 稿件说明：
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管婉青,刘诺言,李卫等.面向工业时敏业务的5G TSN融合网络切片资源调度[J].电信科学,2024,40(03):53-63.

GUAN Wanqing,LIU Nuoyan,LI Wei,et al.Slice scheduling for industrial time-critical services in 5G TSN integration network[J].Telecommunications Science,2024,40(03):53-63.
管婉青,刘诺言,李卫等.面向工业时敏业务的5G TSN融合网络切片资源调度[J].电信科学,2024,40(03):53-63. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2024073.

GUAN Wanqing,LIU Nuoyan,LI Wei,et al.Slice scheduling for industrial time-critical services in 5G TSN integration network[J].Telecommunications Science,2024,40(03):53-63. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2024073.

摘要

5G与时间敏感网络（time sensitive network，TSN）融合部署是实现工业互联网无线化和柔性制造的重要基础，如何实现多类型工业业务和移动业务的共网高质量传输，是5G TSN融合网络需要解决的关键问题。为此，面向工业互联网场景，依据业务特征差异划分工业业务流的类型，设计了一种适配周期性时敏业务和突发性时敏业务的网络切片资源调度策略，提出了基于均匀分布的资源分区调度算法。所提方法通过控制资源预留和资源抢占，在优化无线资源使用的同时，保障了工业业务流的时延，满足了移动业务的传输速率需求。最后，通过仿真实验验证了所提方法在提升业务需求满足度和资源利用率方面的有效性。

Abstract

The integrated deployment of 5G and time sensitive network (TSN) is an important foundation for realizing wireless industrial Internet and flexible manufacturing. How to guarantee the high-quality transmission simultaneously of diverse industrial services and mobile services is a key issue to be solved for 5G TSN integration. Therefore

the types of industrial services were divided according to the differences in requirement characteristics

a slice scheduling strategy for industrial Internet was designed to satisfy the requirements of periodic time-critical services and sporadic burst services

and a resource partitioning algorithm based on uniform distribution was proposed. By controlling resource reservation and resource preemption

the proposed method can optimize the utilization of wireless resources and guarantee the delay of industrial traffic and the transmission rate of mobile services. Finally

the effectiveness of the proposed method in improving the service requirements satisfaction and resource utilization was verified by simulation experiments.

关键词

Keywords

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