[发明专利]工业无线网络中的分组的时隙调度

说明书

提供了用于在工业无线网络中的N个节点与K＞1个接入点之间的时隙中的分组的时隙调度的机制。一种方法由工业无线网络的网络控制器执行。该方法包括通过将每个时隙分配到节点中的相应节点来确定时隙调度，其中针对每个节点的每个时隙被划分为K个子时隙，每个接入点对应一个子时隙，使得在每个时隙的子时隙k中，分组的传送或接收在接入点k与分配该时隙的节点之间进行，其中1≤k≤K。该方法包括向接入点提供关于所确定的时隙调度的信息。

技术领域

本文提出的实施例涉及用于工业无线网络中节点与接入点之间的时隙中的分组的时隙调度的方法、网络控制器、接入点、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

工业控制应用(例如电网中的变电站自动化)中布置的无线通信网络和下文的所示的工业无线网络使得能够进行设备控制和监控。高可用性、高可靠性以及低延迟和确定性是保证平稳运行的最重要的要求。

工业无线网络可以用于电网控制(例如变电站自动化)以实现设备控制和监控。这些网络因此必须适应来自信息技术(IT)基础结构(例如远程监控、测量等)以及来自操作技术(OT)基础结构(例如控制系统)的不同类型的业务。不同的业务流在确定性、延迟和可靠性方面有特定的要求，当设计协议栈，并且特别是设计协议栈中的介质访问控制(MAC)层时，应考虑这些要求。

在这方面，IEEE时间敏感网络(TSN)工作组正在开发新的标准，该标准允许在以太网网络的MAC层处精确调度异构(heterogeneous)业务流。由于使用了时间感知整形器和抢占机制，TSN能够保证每个业务流有一个有限的最坏情况延迟，以及实现冗余和容错。

为了实现高可用性，重要的功能设备通常具有备份。在无线通信网络中，接入点(AP)负责经由无线链路从节点(表示传感器、执行器、继电器等)收集消息，并使用上行链路(UL)中的有线链路(例如以太网)将消息转发到网络管理器，同时它在下行链路(DL)中反向工作。当只有一个AP，或有多个AP但每个AP处理一组不相交的节点时，在AP及其服务的节点之间的通信发生故障或被中断的情况下，系统可能故障。例如，在充满障碍的工业环境中，节点与AP之间的无线链路可能会暂时阻断，从而阻止通信成功。此外，由于无线通信受到降低可靠性的衰落和碰撞的影响，因此也需要冗余来保证可靠性要求。除了AP与节点之间的通信故障(由于例如障碍)外，故障的另一个原因是AP本身的硬件和/或软件故障，这反过来又会降低可用性。

在相同的AP设备中具有备份模块只能够保证可用性，而不能提升可靠性。对于非常短的延迟要求，当无线链路被阻断或经历深度衰落时，由于链路在短时间间隔内恢复的概率很小，所以重传并不能有效地提高可靠性。

因此，仍然需要在工业无线网络中的节点与接入点之间的改进的通信。

发明内容

本文实施例的目标是在节点与接入点之间提供有效的分组调度，从而在工业无线网络中的节点与接入点之间实现改进的通信。

根据第一方面提出一种用于在工业无线网络中的N个节点与K＞1个接入点之间的时隙中的分组的时隙调度的方法。该方法由工业无线网络的网络控制器执行。该方法包括通过将每个时隙分配到节点中的相应节点来确定时隙调度，其中针对每个节点的每个时隙被划分为K个子时隙，每个接入点对应一个子时隙，使得在每个时隙的子时隙k中，分组的传送或接收在接入点k与分配该时隙的节点之间进行，其中1≤k≤K。该方法包括向接入点提供关于所确定的时隙调度的信息。

根据第二方面提出一种网络控制器，该网络控制器用于在工业无线网络中的N个节点与K＞1个接入点之间的时隙中的分组的时隙调度。该网络控制器包括处理电路。该处理电路被配置为使网络控制器通过将每个时隙分配到节点中的相应节点来确定时隙调度，其中针对每个节点的每个时隙被划分为K个子时隙，每个接入点对应一个子时隙，使得在每个时隙的子时隙k中，分组的传送或接收在接入点k与分配该时隙的节点之间进行，其中1≤k≤K。该处理电路被配置为使网络控制器向接入点提供关于所确定的时隙调度的信息。