一种基于矿用5G网络能力分级的网络性能增强方法与系统与流程

本发明涉及网络通信，特别是涉及一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强方法与系统。

背景技术：

1、基于矿山行业的痛点需求，结合露天矿无人机巡检、无人矿卡作业、传感器信息采集等主要业务场景和对应的网络要求，对业务场景分为两大类，一类是大带宽需求，包括矿卡上的摄像头、传感器数据回传等业务场景，二是低时延需求，包括无人矿卡的远程控制等场景。如何通过聚类矿山共性业务需求及网络需求，为矿山客户提供可定制的专网解决方案，尤其是如何全方位提高矿山客户的网络性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明提出一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强方法。针对不同业务类型对网络能力的差异性要求，建设分级的能力体系，提供分级上行能力、分级时延能力、分级可靠性能力、分级体验保障能力4个方面，满足矿山各类应用的差异化网络需求。

3、本发明的另一个目的在于提出一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强系统。

4、为达上述目的，本发明一方面提出一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强方法，包括：

5、基于网络上行数据和对应的数据增强方式得到的第一数据传输性能指标，以得到网络分级上行能力阈值；

6、根据业务需求的场景数据和对应的多种空口时延降低方式，以及通过边缘计算下沉核心网数据面网关的传输时延降低方式得到的第二数据传输性能指标，以得到分级的空口时延能力阈值；

7、基于物理层和pdcp层对应的数据传输方式得到的第三数据传输性能指标以得到分级可靠性能力阈值；以及基于多业务场景数据和对应的数据处理方式得到的第四数据传输性能指标以得到分级体验保障能力阈值；

8、基于所述网络分级上行能力阈值、分级的空口时延能力阈值、分级可靠性能力阈值和分级体验保障能力阈值，优化数据传输性能指标以实现网络性能增强。

9、另外，根据本发明上述实施例的基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强方法还可以具有以下附加的技术特征：

10、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述网络上行数据，包括上行峰值速率、上行容量和上行边缘速率，所述数据增强方式，包括：3u1d帧结构、载波聚合和超级上行；其中，所述超级上行，包括：

11、在nr tdd频谱的上行时隙，使用nr tdd频谱进行上行数据发送；在nr tdd下行时隙，使用空闲的sul频谱补充进行上行数据发送，实现上行数据在全时隙的发送传输；

12、所述超级上行，还包括：通过低频的sul载波，进行nr tdd载波的上下行解耦，在终端分布在基站的预设距离阈值时，通过将上行切换至低频的sul载波，使得下行工作在tdd载波。

13、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述多种空口时延降低方式，包括：子时隙架构mini-slot、免调度、增强的终端能力、低时延高可靠通信urllc抢占和1d1s帧结构；其中，

14、所述mini-slot，包括：将调度最小颗粒度从slot级缩短至符号级，以缩短调度/反馈延；

15、所述免调度，包括：当有上行数据包到达时，直接在基站预先分配好的资源上进行传输；

16、所述增强的终端能力，包括：分别降低不同信道的解码时延和信道的编码时延至预设的符号。

17、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述数据传输方式，包括控制信道增强、低码率传输、重复传输、分组数据汇聚协议pdcp复制和干扰随机化调度；

18、所述控制信道增强，包括物理下行控制信道pdcch采用预设的聚合等级，物理上行链路控制信道pucch采用长格式；

19、所述低码率传输，包括基于低阶的调制与编码策略mcs的数据信道，构造针对urllc的低码率mcs/cqi表；

20、所述pdcp复制，包括在载波聚合ca或双连接dc模式下，通过pdcp duplication的方式进行数据传输可靠性增强得到数据增强结果，并通过建立两条冗余传输路径；其中，所述两条冗余传输路径分别与不同的小区组或者子载波进行绑定；以及，

21、基于冗余传输方式和降低编码效率方式，得到网络可靠性的四个等级分级结果。

22、进一步地，在本发明的一个实施例中，所述数据处理方式，包括qos保障、切片资源预留和专用频率保障小区级资源专用；其中，所述切片资源预留，包括：

23、获取网络资源切片；

24、对所述网络资源切片预留预设比例的prb资源，并将所述预设比例的prb资源分为专用、优先和共享三个资源池。

25、为达上述目的，本发明另一方面提出一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强系统，包括：

26、上行能力分级模块，用于基于网络上行数据和对应的数据增强方式得到的第一数据传输性能指标，以得到网络分级上行能力阈值；

27、时延能力分级模块，用于根据业务需求的场景数据和对应的多种空口时延降低方式，以及通过边缘计算下沉核心网数据面网关的传输时延降低方式得到的第二数据传输性能指标，以得到分级的空口时延能力阈值；

28、可靠能力分级模块，用于基于物理层和pdcp层对应的数据传输方式得到的第三数据传输性能指标以得到分级可靠性能力阈值；以及基于多业务场景数据和对应的数据处理方式得到的第四数据传输性能指标以得到分级体验保障能力阈值；

29、性能增强模块，用于基于所述网络分级上行能力阈值、分级的空口时延能力阈值、分级可靠性能力阈值和分级体验保障能力阈值，优化数据传输性能指标以实现网络性能增强。

30、本发明实施例的基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强方法和系统，可以针对不同类型业务对网络能力的要求存在的较大差异，通过建立创新的网络能力分级方法，从分级上行能力、分级时延能力、分级可靠性能力、分级体验保障能力四个方面提供分级的网络能力，满足行业需求提高网络性能。

31、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络上行数据，包括上行峰值速率、上行容量和上行边缘速率，所述数据增强方式，包括：3u1d帧结构、载波聚合和超级上行；其中，所述超级上行，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多种空口时延降低方式，包括：子时隙架构mini-slot、免调度、增强的终端能力、低时延高可靠通信urllc抢占和1d1s帧结构；其中，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据传输方式，包括控制信道增强、低码率传输、重复传输、分组数据汇聚协议pdcp复制和干扰随机化调度；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据处理方式，包括qos保障、切片资源预留和专用频率保障小区级资源专用；其中，所述切片资源预留，包括：

6.一种基于矿用5g网络能力分级的网络性能增强系统，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述网络上行数据，包括上行峰值速率、上行容量和上行边缘速率，所述数据增强方式，包括：3u1d帧结构、载波聚合和超级上行；其中，所述超级上行，包括：

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多种空口时延降低方式，包括：子时隙架构mini-slot、免调度、增强的终端能力、低时延高可靠通信urllc抢占和1d1s帧结构；其中，

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据传输方式，包括控制信道增强、低码率传输、重复传输、分组数据汇聚协议pdcp复制和干扰随机化调度；

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据处理方式，包括qos保障、切片资源预留和专用频率保障小区级资源专用；其中，所述切片资源预留，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于矿用5G网络能力分级的网络性能增强方法与系统，该方法包括基于网络上行数据和对应的数据增强方式得到的第一数据传输性能指标，以得到网络分级上行能力阈值；根据业务需求的场景数据和对应的多种空口时延降低方式，下沉核心网数据面网关的传输时延降低方式得到的第二数据传输性能指标，以得到空口时延能力阈值；基于物理层和PDCP层对应数据传输方式得到的第三数据传输性能指标以得到可靠性能力阈值；以及基于多业务场景数据和对应的数据处理方式得到的第四数据传输性能指标以得到分级体验保障能力阈值；优化数据传输性能指标以实现网络性能增强。本发明可以形成更为丰富的整体分级网络能力，满足矿山各类应用的差异化网络需求。

技术研发人员：刘晓东,李元,吕波,燕飞云,吉日木图,李晓龙,何治东,肖战中,李宁,杨燕妮,张亮
受保护的技术使用者：北方魏家峁煤电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15