技术摘要：
本发明公开了一种面向工业互联网的低时延自适应数据分流传输方法，包括以下步骤：(1)按照分流比例将总数据拆分给蜂窝网络传输的第一数据和给局域网网络传输的第二数据；(2)计算采用蜂窝网络传输第一数据时的第一传输时延和采用局域网网络传输第二数据时的第二传输时延  全部
背景技术：
工业互联网是智能制造发展的基础，可以提供共性的基础设施和能力。作为新一 代信息技术，工业互联网，与制造业深度融合，通过对人机物的全面互联，构建起全要素、全 产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系。与蜂窝网络中，人人通信要求不 同，工业互联场景以机器通信为主，其传输的内容主要是机器采集的如视频、图像、语音等 等大带宽数据，由于数据量很大，导致网络传输时延较长，而工业互联场景通常对传输的时 延要求较高，如何降低工业互联场景下大数据的传输时延成为工业互联急需解决的一个问 题。 在授权频段的通信上，随着5G技术的逐渐成熟，5G网络采用更加先进的无线传输 技术和网络技术，如大规模多输入多输出(Multiple  input  Multiple  output，MIMO)技术， 非正交多址技术，网络切片技术以及面向服务的网络体系架构，使得5G网络具有大带宽，低 时延和高可靠的特点。5G网络主要的应用场景分为增强移动宽带业务(enhanced  Mobile  Broadband，eMBB)、大规模机器通信(massive  Machine  Type  Communication，mMTC)和低时 延高可靠性通信(Ultra  Reliable  Low  Latency  Communication，URLLC)。其中，5G网络凭 借大带宽，高速率，高容量的特点使其成为支撑工业互联场景下大数据传输的主要网络。 在免授频段的通信信道上，WiFi具有传输速率高，部署简单，使用费用成本低的特 点，以WiFi6为代表的免授权频段的通信，作为下一代新的WiFi技术，通过正交频分多址 (Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access，OFDMA)和发射波束成形技术，对传 输效率和网络容量有了很大的提高，WiFi6最高速率可达9.6Gbps。因此WiFi6网络和5G网络 可以协同配合传输，能够有效的降低5G单一网络在工业互联网场景中传输大数据时的承载 压力，大大降低大带宽业务的传输时延，这对工业互联网场景来说至关重要。 现有技术中，业界提出将LTE技术和WLAN技术结合的融合/聚合网络(LTE  WLAN  Aggregation，LWA)技术，其本质为LTE网络与WLAN网络组成的混合网络架构。LWA的目的是 通过在LTE网络中融合WLAN网络，利用WLAN网络传输速率快，成本低的特点来分流部分LTE 系统数据，以减轻LTE网络负载的目的。 随着5G技术和WiFi6技术的发展，将5G网络和WiFi6网络两个不同的网络相互融 合，对于数据量较大的数据，5G网络和WiFi6网络共同传输，通过对数据进行不同的网络分 流和汇聚，达到降低大数据传输时延的目的，这在工业互联场景中有着重要的意义。现有技 术中针对异构网络联合传输数据主要针对降低单一网络传输的承载压力，未能针对工业互 联网这一特殊场景下，大数据传输时延较高的问题。关于数据分流的研究通常采用固定的 比例，不能根据网络的状态自适应调整，无法充分发挥网络分流所带来的低时延的潜力。 4 CN 111585906 A 说　明　书 2/6 页
技术实现要素：
本发明的目的就是提供一种面向工业互联网的低时延自适应数据分流传输方法， 该方法能够充分考虑实际网络状态，对蜂窝网络与局域网网络进行分流，以减小数据传输 时延，提升工业互联网的性能。 为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： 一种面向工业互联网的低时延自适应数据分流传输方法，所述低时延自适应数据 分流传输方法适用于蜂窝网络与局域网网络共存且属于统一运营商，多模终端同时连接蜂 窝网络与局域网网络进行数据传输的场景； 所述低时延自适应数据分流传输方法包括以下步骤： (1)按照分流比例将数据拆分给蜂窝网络传输的第一数据和给局域网网络传输的 第二数据； (2)计算采用蜂窝网络传输第一数据时的第一传输时延和采用局域网网络传输第 二数据时的第二传输时延； (3)以最小化系统传输时延为目标，根据第一传输时延和第二传输时延确定最佳 分流比例； (4)依据该最佳分流比例将待传输总数据拆分给蜂窝网络传输的第一数据和给局 域网网络传输的第二数据，并进行数据传输。 本发明中，该低时延自适应数据分流传输方法适用于多模终端可以同时连接多个 网络的工业互联网场景，其中，可以选择接入的网络包括：蜂窝网络和局域网络，且蜂窝网 络与局域网络属于同一运营商。蜂窝网络可以是工作在授权频段的网络，如2G，3G，4G和5G 网络以及未来的6G网络；无线局域网可以是工作在免授权频段的网络，如WiFi6和LTE-U、 NR-U等。优选地，所述蜂窝网络为5G网络，所述局域网网络为WiFi6网络。 步骤(1)中，拆分的数据可以是样本数据，目的是为了计算传输第一数据的第一传 输时延和第二数据的第二传输时延，当然拆分的数据也可以是待传输总数据。为了方便计 算第一传输时延和第二传输时延，可以限定第一数据和第二数据具有相同的数据量。 在核心网和多模终端中均存在数据缓冲区。优选地，在进行数据分流之前，判断待 传输的总数据是否大于数据缓冲区的数据承载缓冲阈值，当待传输的总数据大于数据缓冲 区的数据承载缓冲阈值时，执行所述低时延自适应数据分流传输方法。否则，直接采用单网 络通信方式，即选择蜂窝网络或者局域网网络通信。 优选地，当确定的最佳分流比例大于网络状态阈值时，再根据该最佳分流比例将 总数据拆分给蜂窝网络传输的第一数据和给局域网网络传输的第二数据，并进行数据传 输。否则，数据传输将不再分流，由分流比例大的网络负责全部数据传输，也就是直接采用 采用单网络通信方式，即选择蜂窝网络或者局域网网络通信。其中，网络状态阈值可以按需 设置，比如设置为1％。 为降低数据的传输时延，所述低时延自适应数据分流传输方法对上行链路和下行 链路的数据传输均适用。其中，下行链路的数据分流主要由移动核心网控制，上行链路的数 据分流主要由多模终端进行控制。 其中，下行传输时，核心网将总数据下发至蜂窝网络基站，蜂窝网络基站通过接口 将总数据按照最佳分流比例分流第二数据至局域网网络无线接入点后经无线局域网络传 5 CN 111585906 A 说　明　书 3/6 页 输至多模态终端，分流第一数据给蜂窝网络直接传输给多模态终端。 其中，上行传输时，多模态终端按照最佳分流比例分流第二数据至局域网网络通 过局域网网络无线接入点的Xw口传输至蜂窝网络基站，分流第一数据给蜂窝网络直接传输 至蜂窝网络基站，所述第一数据和第二数据在蜂窝网络基站汇聚后上传至核心网。 优选地，所述面向工业互联网的低时延自适应数据分流传输方法在蜂窝网络基站 或多模态终端的分组数据汇聚协议(Packet  Data  Convergence  Protocol，PDCP)层执行。 在进行数据传输的分流时，采用占空比的方式进行。总数据定义为Ds，将占总数据 为α(α∈[0,1])的数据D5G分流至5G网络，将剩余(1-α)的数据Dwifi6分流到WiFi6网络，即 其中，第一传输时延的计算方法为： 其中，t5G表示5G网络的第一传输时延，α为分流比例，即将占总数据的比例，Ds为总 数据，R5G(N)表示N个用户的5G网络的通信速率，B是每个信道的带宽，P表示信号的发射功 率，h代表信道的增益，σ2为噪声功率； 第二传输时延的计算方法为： 其中，twifi表示WiFi6网络的第二传输时延，RW(N)表示N个用户的WiFi6网络的通信 速率，Ts表示的是传输成功时隙的平均持续时间，Tc是由于用户间的冲突碰撞而导致信道处 于忙碌状态的平均时间，Tσ代表空时隙的间隔时间，E[P]是包的平均长度。此外，Ptr是一个 时隙中至少有一个用户在传输的概率，Ps为一个时隙中用户成功传输的概率。 为降低数据的传输时延，将传输数据在5G和WiFi6网络之间分流传输，需要找到一 个最优的分流比例α。对于最优分流比例的确定，采用最小化系统传输数据时延的原则，即 通过调整α的大小，将数据进行调整分流传输，实现总数据的传输时延最低，表示为： 则确定的最佳分流比例为： 与现有技术相比，本发明具有的有益效果为： 本发明能够根据同时连接的蜂窝网络和局域网网络状态，根据当前蜂窝网络与局 域网网络的负载状况，并结合用户所处的信道状态信息，自适应调整传输数据在不同网络 6 CN 111585906 A 说　明　书 4/6 页 的分流比例，以减小终端用户的通信时延，提升工业互联网的性能。 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做简单地介绍，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前提下，还可以根 据这些附图获得其他附图。 图1是本发明实施例提供的多模终端上传数据时数据分流示意图。 图2是本发明实施例提供的核心网下发数据时数据分流示意图。 图3是本发明实施例提供的数据分流过程中数据的传输流程图。 图4是本发明实施例提供的面向工业互联网的低时延自适应数据分流机制示意 图。