CN105075373A - 在网状网络中基于有效载荷数据的寿命进行优先级排队 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，一种方法包括：由无线网络节点识别数据分组中的有效载荷数据的寿命，无线网络节点被配置用于将数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地；由无线网络节点确定供数据分组达到多跳目的地的调度表；以及无线网络节点对数据分组进行优先级排队以便于在无线网状网络中基于多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)的无线传输，对数据分组进行优先级排队基于与调度表有关的相应的寿命和等待由该无线网络节点传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，其中与调度表有关的较高年龄的数据分组被授予比与调度表有关的较低年龄的数据分组更高的优先级。

Description

在网状网络中基于有效载荷数据的寿命进行优先级排队

技术领域

本公开一般涉及无线网状网络，例如无线传感器网状网络。

背景技术

这一部分描述了可以采用的方法，但不一定是先前已设想或采用的方法。因此，除非有其它明确的说明，在这一部分中描述的任何方法对于本申请的权利要求都不是现有技术，并且在这一部分中描述的任何方法不因被包含在这一部分中而被认为是现有技术。

使用覆盖无线链路层协议(例如，IEEE802.15.4e)的网状网络协议(例如，互联网工程任务组(IETF)请求评注(RFC)6550)将无线局域网络部署在大型服务区域中。使用这种网状网络协议通过传感器节点部署传感器网状网络，使得来自远程传感器节点的传感器数据能够在数据分组中被传输到目标控制器，例如被配置为监控传感器数据的可执行应用。传感器网状网络可以被部署用于智能测量工业传感器网络、建筑自动化等。每个传感器节点可以包括用于收集数据的一个或多个传感器(例如，摄像机、天气传感器、智能用电表等)；每个传感器节点还可以被实现为被配置用于连接无线网状网络的传感器主机节点，无线网状网络被配置用于达到目标控制器。

使用厘米尺寸(或更小)的低电力/电池供电的传感器主机节点(也被称为“传感器尘埃(sensordust)”)，传感器网状网络可以被大规模地(覆盖大面积地理区域)部署(例如，无线网状天气预报网络)。然而诸如“传感器尘埃”之类的较小的传感器主机节点具有有限的电池寿命，并因此它们通过无线网状网络中继来自其他传感器主机节点的数据分组的能力受到限制。由于成功重新传输数据分组的成功几率非常低并且重新传输数据分组的成本非常高，因此大规模的并且低功耗的传感器网状网络需要避免流量阻塞。

附图说明

参考附图，其中贯穿全文具有相同参考标号指定的元素表示相似的元素，其中：

图1根据示例实施例示出了具有无线网络节点的示例无线网状网络，无线网络节点用来基于有效载荷数据的寿命和用于达到目的地的指定调度表对用于传输的数据分组进行优先级排队。

图2根据示例实施例示出了由图1的无线网络节点之一生成的示例数据分组，该数据分组具有用于识别相应数据分组与指定调度表有关的寿命的数据字段。

图3根据示例实施例示出了识别承载有传感器数据的数据分组的有效载荷数据的寿命。

图4A和图4B根据示例实施例示出了识别分组数据的有效载荷数据的寿命以便基于数据分组的寿命来对用于传输的数据分组进行有状态和无状态调度。

具体实施方式

总述

在一个实施例中，一种方法包括：由无线网络节点识别数据分组中的有效载荷数据的寿命，该无线网络节点被配置用于将数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地；由该无线网络节点确定供数据分组达到多跳目的地的调度表；以及该无线网络节点对数据分组进行优先级排队以便于在无线网状网络中基于多路访问冲突检测和冲突避免的无线传输，对数据分组进行优先级排队基于与调度表有关的相应的寿命和等待由该无线网络节点传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，其中与调度表有关的较高寿命的数据分组被授予比与该调度表有关的较低寿命的数据分组更高的优先级。

在另一实施例中，逻辑被编码在一个或多个非暂态有形介质中以供执行，并且当该逻辑被机器执行时，可操作如下：由无线网络节点识别数据分组中的有效载荷数据的寿命，该无线网络节点被配置用于将数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地；由该无线网络节点确定到达多跳目的地的数据分组的调度表；以及该无线网络节点对数据分组进行优先级排队以便于在无线网状网络中基于多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)的无线传输，对数据分组进行优先级排队基于与调度表有关的相应寿命和等待由该无线网络节点传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，其中与调度表有关的较高寿命的数据分组被授予比与调度表有关的较低寿命的数据分组更高的优先级。

在另一实施例中，一种装置包括被配置用于存储包括有效载荷数据的数据分组的存储器电路、无线网络接口电路、和处理器电路。该装置被实现为无线网络节点。无线网络接口电路被配置用于将数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地。该处理器电路被配置用于：识别有效数据的寿命；确定供数据分组达到多跳目的地的调度表；以及对数据分组进行优先级排队以便于在无线网状网路中基于多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)的无线传输，对数据分组进行优先级排队基于与调度表有关的相应寿命和等待由该装置传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，其中与调度表有关的较高寿命的数据分组被授予比与调度表有关的较低寿命的数据分组更高的优先级。

详细描述

图1示出了根据示例实施例的示例网状网络10。网状网络10可以包括集中式网络管理系统(NMS)12，集中式网络管理系统(NMS)12用于建立有向无环图(DAG)，该有向无环图用于提供其他无线网络节点16经由网状网络10至目的地(根(root))网络节点的可达性。在一个实施例中，在图1中示出的DAG可以包括子DAG10a和10b，子DAG10a和10b分别包括子DAG父节点“A”和“B”(subDAG(A)和“subGAG(B)”)。替代DAG，NMS12也可以建立用于达到目的地网络节点14的树形拓扑。NMS可以根据RFC6550生成图1的DAG；替代地，无线网络节点14和无线网络节点16可以被配置为以分布式和协调的方式(例如，根据RFC6550)来创建图1的DAG，而不依赖于NMS12。如下文进一步详细描述的，每个网络节点12、14、和16可包括处理器电路18、存储器电路20、和无线网络接口电路22。NMS12、目的地网络节点14、和/或无线网络节点16中的至少一个也可选择性地具有有线网络接口电路。每个网络节点14和网络节点16也可包括被配置为生成传感器数据的一个或多个物理传感器24；正因如此，无线网络节点16也可被称为无线传感器节点或简称为“传感器节点”。

DAG拓扑使传感器节点(例如，传感器节点“I”和“J”)16能够经由多个可用路径中选取的一个路径将传感器数据流量发送到目的地根14，该多个可用路径在子DAG根“A”或子DAG根“B”处聚合；尽管树型拓扑为传感器节点提供了至树的根“R”14的一条路径并且是仅一条路径，但还是会使得传感器数据流量在第一跳节点“A”或“B”16(相对于根“R”14)处聚合。因此，第一跳网络节点遇到大量网络流量时会导致阻塞、延迟分组、以及可能丢弃分组。

用于对流量进行优先级排队的现有技术包括“尽力服务QoS”和时间同步信道跳频(TSCH)。然而，尽力服务QoS涉及的是QoS级别中最低的优先级，并且在不能提供有保证的服务质量(QoS)时才利用。尽力服务QoS是完全不可预测的，并且可能导致各个分组的延时增加和丢失，然而尽力服务QoS提供了相对较高的吞吐量。基于TSCH技术(例如，无线HART或ISA100.11.a)对流量进行优先级排队依靠集中式网络管理器，以将网络中的每个数据流配置为在至目的地的每一跳都有分配的时隙：尽管使用依靠集中式网络管理器的TSCH技术来调度网络中的每一数据流是完全可预测的，但是TSCH提供的吞吐量比尽力服务QoS提供的吞吐量要少，因为一旦被调度的数据分组在其分配的时隙不能由下一跳节点接收的话，则针对相应数据流的整个时隙序列由于没有被下一跳节点使用而终止。另外，在集中式网络管理器上的大量处理负担是针对对于每个无线网络节点的每个时隙都执行TSCH，这不能扩展到无线传感器网状网络中的，无线传感器网状网络可能包括针对数十、数百、或数千个无线网状节点的数十或数百跳。

传感器网状网络中的基本问题是：在位于远离根的网络节点(例如，图1的节点“I”)发起的数据分组比在位于接近根的另一网络节点(例如，图1的节点“C”)发起的数据分组容忍更低的服务质量。在远离的网络节点(例如，节点“I”)发起的分组在每一跳必定会与由其他网络节点传输的数据分组争夺接入权；因此，随着数据分组必须要穿过的跳的数目的增加，数据丢失、延时、扰动这些负面影响也会增加。该问题在有向无环图拓扑中会加重，在有向无环图中数据流量经历的跳的数目可能有很大的不同：如图1所示，从无线网络节点“I”16起的跳数可以从4跳(经由路径I-F-C-A-R)变为7跳(经由路径I-H-G-E-L-D-A-R或I-H-F-E-L-D-A-R)。

特定实施例对在根据多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)协议操作的网状网络内去往目的地的数据流量进行的调度进行优化，其中数据帧的优先级是基于有效载荷数据的寿命(age)的，即自该有效数据被生成并被第一次注入到无线网状网络10起算的寿命。在一个实施例中，优先级排队可以只基于无线网络节点确定数据分组中的有效载荷数据寿命，并且该无线网络节点根据该数据分组的调度表和等待无线网络节点传输的其他数据分组的各自的寿命来对网络节点进行优先级排序：该调度可以是无状态的(即，由网络节点基于数据分组中的信息计算)或是有状态的(即，基于由NMS12提供的CMSA-CA)。每个无线网络节点可以基于接收的数据分组是“早”(即，在预计时间到达之前接收)、“准时”(基本上在预计时间到达时接收)、还是“晚”(在预计时间到达之后接收)来调整接收的数据分组的相对优先级。如果数据分组接收是在载波信道上的下一空闲状态之前在“预定的到达时间”之前、期间、或之后开始，即在载波信道上检测到下一空闲状态之前尚没有其他数据分组被接收，则数据分组“基本上在预计时间到达时”被接收。

因此，数据分组的优先级可以在CSMA-CA网络中被调整，以调整它们在调度表中的相对位置(例如，“早”、“准时”、或“晚”)，而不依赖于繁冗的时分复用方案或不会有吞吐量丢失。因此，可以为数据分组接近根网络节点14提供公平对待，而不论数据分组的源如何，从而实现无线网状网络10内的公平共享优先级机制。

图2根据示例实施例示出了由无线网络节点16生成的数据分组30。数据分组可以包括媒体访问控制(MAC)层头部32、IP头部(例如，IPv6头部)34、和IP分组有效载荷数据36，IP分组有效载荷数据36可以包括传感器数据或其他网络控制数据。数据分组32还可以包括寿命字段(也被称为自信息被生成起算的寿命(ASG)字段)38，该寿命字段可以描述有效数据的寿命，该寿命与数据分组30达到目的地根14需要穿过的距离有关。例如，数据分组30可以包括创建时间戳字段38a、寿命值字段38b、遍历的跳跃跳字段38c、至目的地的跳(hops-to-destination)字段38d和/或一个或多个每跳时间字段38e。如下针对图3、图4A和图4B的进一步详细描述，无线网络节点16的处理器电路18可以在数据分组30中设置字段38，该字段38指示自相应有效载荷数据响应于由无线网络节点生成的传感器数据被创建起算的寿命。

在一个实施例中，数据分组30可以包括创建时间戳字段38a，其中处理器电路18可以基于有效载荷数据36(例如，传感器数据)被生成的时间来设置时间戳的值：例如，对于传感器数据，时间戳的值38a可以由处理器电路18设置为与网络同步时钟时间基本上一致的时间值；对于基于规定数据类型的较高优先级数据(例如，控制消息有序网络协议数据)，时间戳的值38a也可以由处理器电路18设置为比网络同步时钟时间更早的时间值；对于基于规定数据类型的较低优先级数据(例如，较低优先级的网络节点状态数据)时间戳的值38a也可以由处理器电路18设置为比网络同步时钟时间更晚的时间值。基于处理器电路18将来自创建时间戳值38a的延迟与当前或先前的无线网络节点对数据分组的传输延迟和排队延迟进行累加，处理器电路18也可以在寿命值字段38b内设置指定相应有效数据36的寿命的明确的寿命。如下文所述，任意网络节点12、14、或16可以基于时间戳值38a与针对无线网状网络10的网络同步时钟时间的当前时间值的比较、或对由最后一跳网络节点更新的寿命值38b的解析来确定相应有效载荷数据36的寿命。

因此数据字段38使无线网络节点16中的任意节点能够基于对数据分组进行的优先级排队来对数据分组执行基于寿命的调度，对数据分组进行的优先级排队基于与调度表有关的相应寿命和等待由无线网络节点传输到目的地14的其他数据分组的各自寿命。此外，数据字段38使网络管理系统12能够确定由根网络节点14接收的所有数据分组30的寿命、使网络管理系统12能够识别无线网状网络10内的延时时段和阻塞区域；这种寿命信息可以使网络管理系统12能够分析无线网状网络10中延时随着时间的演变、使NMS12能够实现大数据传输的流量整形决定(例如，在最少网络活动之前推迟固件更新)、(例如，使用RFC6550)实现网络拓扑10中的本地修复，等等。

每个网络节点12、14、和16是物理机器(即，硬件设备)，被配置用于实现与其他物理机器的网络通信。所公开的网络节点12、14、或16的任何电路(包括处理器电路18、存储器电路20、无线网络接口电路22、和它们关联的组件)中的任意一个可以以多种形式实现。所公开的电路的示例实现方式包括以逻辑阵列(例如，可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA))或通过集成电路(例如专用集成电路(ASIC))的掩膜编程实现的硬件逻辑。这些电路中的任意一个电路也可以使用基于软件可执行的资源实现，基于软件可执行的资源可以由相应的内部处理器电路(例如，微处理器电路(未示出))执行，并且这些电路中的任意一个电路也可以使用一个或多个集成电路来实现，其中存储在内部存储器电路(例如，在存储器电路20内)的可执行代码的运行使得实现处理器电路的(一个或多个)集成电路在处理器存储器中存储应用状态变量，从而创建执行如本文所描述的电路操作的可执行应用资源(例如，应用实例)。因此，在本说明书中使用的术语“电路”指的是使用一个或多个集成电路实现的基于硬件的电路并且包括用于执行所描述操作的逻辑，或是包括(使用一个或多个集成电路实现的)处理器电路的基于软件的电路，该处理器电路包括处理器存储器的预留部分，用于存储通过由处理器电路执行可执行代码来修改的应用状态数据和应用变量。例如，可以使用非易失性存储器(例如，可编程只读存储器(PROM)或EPROM)和/或诸如DRAM的易失性存储器等来实现处理器电路20。

另外，，任意提及的“输出消息”或“输出分组”(等等)可以基于创建数据结构形式的消息/分组并将该数据结构存储到所公开的装置的有形存储介质中(例如，存储到传输缓冲中)来实现。任意提及的“输出消息”或“输出分组”(等等)还可以包括将存储在有形存储介质中的消息/分组经由通信介质(例如，视情况而定，有线或无线的链路)电力地传输(例如，视情况而定，经由有线的电流或无线的电场)到另一网络节点(视情况而定，也可以使用光传输)。类似地，任意提及的“接收消息”或“接收分组”(等等)可以基于所公开的装置检测在通信介质上消息/分组的电(或光)传输并将所检测到的传输作为数据结构存储在所公开的装置的有形存储介质中(例如，存储在接收缓冲中)来实现。还应当注意的是，存储器电路20可以由处理器电路18例如基于由处理器电路18执行的存储地址分配和分区而动态地实现。

图3根据示例实施例示出了由任意无线网络节点16的处理器电路18识别运载传感器数据的数据分组30的有效数据36的寿命的方法。图4A和图4B根据示例实施例示出了任意无线网络节点16的处理器电路24识别数据分组的有效载荷的寿命以便于基于数据分组的寿命来对用于传输的数据分组进行有状态和无状态的调度。在图3、图4A、和图4B中描述的操作可以被实现为存储在计算机或机器可读非暂态有形存储介质(例如，软盘、硬盘、ROM、EEPROM、非易失性RAM、CD-ROM等)上的可执行代码，这些操作基于由使用一个或多个集成电路实现的处理器电路执行代码来完成；本文所描述的操作还可以被实现为被编码在用于执行的一个或多个非暂态有形介质(例如，可编程逻辑阵列或设备、现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、专用集成电路等)的可执行逻辑。

图3示出了用作被注入到无线网状网络10的传感器数据的源的无线网络节点16。参考操作50，无线网络节点(例如，网络节点“I”)的处理器电路18可以接收由附接的物理传感器24生成的传感器数据，并且在操作52中作为响应而活动地识别(例如，建立)要被添加作为有效载荷数据36的传感器数据的寿命，此识别基于在创建时间戳字段38a设置相对于当前网络同步时钟时间(NETWORK_CLOCK)的时间戳值(T)被此时间戳值(T)时相对于传感器数据的创建时间而言的。

处理器电路18在操作54中可以基于传感器数据的数据类型选择地设置相对于当前网络同步时钟时间的时间戳值(T)：在操作54中，如果被插入到有效载荷数据36中的传感器数据是高优先级类型(例如，警报数据网络管理数据等)，则处理器电路18可以将时间戳值(T)设置为早于网络同步时钟时间(NETWORK_CLOCK)；如果被插入到有效载荷数据36中的传感器数据是标准优先级类型(例如，常规传感器数据)，则处理器电路18可以将时间戳值(T)设置为与网络同步时钟时间(NETWORK_CLOCK)基本上一致(“基本上一致”指的是在网络同步时钟时间和创建时间戳值之间允许的精度水平内，在创建时间戳值T和网络时钟之间具有相同的值)。在操作54中，如果被插入到有效载荷数据36中的传感器数据是低优先级类型(例如，关于无线网络节点16的状态信息)，则处理器电路18可以将时间戳值(T)设置为晚于网络同步时钟时间(NETWORK_CLOCK)。如操作54所示，可以对时间戳值做出更高级的调整，例如基于各种数据类型的相对优先级范围进行线性或非线性调整。

在操作56中处理器电路18完成封装数据分组30，并且可以将IP分组30(或链路层分组)添加到传输队列。依据实现方式，传输队列可以在作为存储器电路22的部分的系统存储器中被实现，或者在被实现为无线网络接口电路22内的专用传输缓冲区的单独并且独特的存储器电路内被实现。

图3还示出了作为中间下一跳节点操作的无线网络节点16(例如，图1的无线网络节点“H”)，其中在操作58中相应的网络接口电路22从相邻的无线传感器节点(例如，图1的无线网络节点“I”)接收无线IP分组30，并且中间下一跳节点16(例如“H”)的相应处理器电路18将接收的无线数据包30转发到传输队列，以供转发到目的地根14。如下文所描述的，中间下一跳节点16的处理器电路18还可以响应于数据分组的接收而更新相关的字段38b、38c、38d、和/或38e；替代的，字段38b、38c、38d、和/或38e可以在实际传输之前被更新，以便说明中间下一跳节点内的排队延迟。

图4A根据示例实施例示出了基于数据分组的各自寿命对数据分组30进行有状态的调度60。根据示例实施例，在操作62中，每个无线网络节点16的处理器电路18从网络管理系统12内指定用于接收识别的数据流和发送识别的数据流的预期CSMA-CA调度表的网络管理代理接收相应的调度表。在一个实施例中，调度表表示数据分组达到目的地14的“延时预算”，其中数据分组必须在延时预算到期之前从传感器数据的源经由无线网状网络10行进到目的地14。延时预算可以由网络管理系统12基于流量管理技术来设置，流量管理技术包括基于ASG字段38为接收的数据分组测量每一跳的平均延时。如下文所描述的，还可以通过每个无线网络节点将每个接收的数据分组的寿命(此寿命是针对达到目的地14所需要的总跳数而言的)与其他接收的数据分组进行比较来估计延时预算。调度表可以以由NMS流建立的基于流的QoS策略的形式实现，其中对于来自某些传感器节点的某些数据流给出了较高的优先级(例如，较高的QoS值)：在操作62中，接收的调度表由处理器电路18存储到存储器电路20中。

响应于接收到调度表，处理器电路18可以建立“接收窗”，用于监控识别的数据流的数据分组30，并确定该识别的流的数据分组30是在如下哪种情况被接收的：(相对于延时预算)在预计时间到达之前(即，“早”)、基本上在预计时间到达时(即，“准时”)、或在预计时间到达之后(即，“晚”)。因此，在操作64中，处理器电路可以基于创建时间戳值38a和当前网络同步时钟时间的比较来确定接收的数据分组的优先级，以确定传输持续时间指示数据是被早接收、被准时接收、还是被晚接收，以及相应地调整优先级值以针对早到或晚到进行调整。还应当注意的是，在操作66中，标量晚到值(scalarlatevalues)可以被用于改变优先级水平。在操作68中，处理器电路24根据数据分组30的相对优先级值按照各自的调度表来对数据分组30进行排队，以便将数据分组“重新调整”到它们各自的调度表。因此，在操作60中，无线网络接口电路22可以基于优先级传输CSMA_SA调度表内的经排队的分组；如果必要的话，已经被授予高优先级的晚到分组可以在预定的“尽力服务”或“重试”间隔期间被传输。

因此，有状态的调度60享有在给定数据分组中需要最小数量的有效载荷信息的优势，然而需要附加的处理要求，如NMS12为每个网络节点16计算基于QoS的流量表，以及每个网络节点16将该流量表存储在其存储器电路20中。然而，这些NMS计算是极少的，并且在大型传感器网络中是可扩展的。另外，无线网络接口电路可以对早到或晚到数据分组调整优先级，使数据分组中的每一个能够维持它们各自的调度表。

图4B根据示例实施例示出了由无线网络节点进行的无状态调度70。无状态调度70基于在接收的数据分组30中利用了附加字段38b、38c、38d、和38e，从而消除了对网络管理系统12或本地存储的流量表的需要。

参考操作72，处理器电路18可以解析ASG字段38，以计算数据分组30在延时预算到期之前达到多跳目的地的预期CSMA-SA调度表(相对于估计的延时预算)，例如基于解析存储在数据分组30中先前的每一跳平均时间字段38e：如果需要，一序列的每一跳平均时间字段38e可以由接收数据分组30的每个下一跳网络节点相继存储，使网络节点能够逐跳地确定遇到的延迟；如果不存在这种字段38e，处理器电路18可以基于将寿命值字段38b中指定的寿命值除以遍历的跳字段38c中指定的跳数来计算先前的每一跳平均时间。因此，先前的每一跳平均时间表示由传输的网络节点(即，前一跳节点)计算的先前的平均值。在操作74中，处理器电路24可以基于解析创建时间戳值38a并提取网络时钟值以确定有效载荷36的最新寿命，并除以在遍历的跳字段38c中指定的遍历的跳数(如果处理器电路18需要的话，则递增一)，来确定当前每一跳的平均时间，以说明上一跳中的任意传输延迟。

在操作76中，处理器电路18可以按照当前每一跳平均时间和先前每一跳平均时间所反映的情况而基于数据分组30是在预计时间之前还是在预计时间之后来调整数据分组的优先级：如果(在操作74中计算的)当前每一跳平均时间大于(在操作72中计算的)先前的每一跳平均时间(指示传输网络节点遇到的最近跳比先前的每一跳平均时间要慢)，则处理器电路18可以提高排队传输的数据分组30的优先级；如果(在操作74中计算的)当前每一跳平均时间小于(在操作72中计算的)先前的每一跳平均时间(指示传输网络节点遇到的最近跳比先前的每一跳平均时间要块)，则处理器电路18也可以降低排队传输的数据分组30的优先级。

在操作78中，处理器电路18还可以更新先前的每一跳平均时间字段38e，以及使遍历的跳字段38c递增并使至目的地的跳字段38d。在操作80中由网络接口电路22根据建立的优先级传输经排队的数据分组30之前，处理器电路18还可以通过在操作74计算的创建时间戳值38a和网络同步时钟时间之间差值来更新寿命值38b。

根据示例实施例，针对网状拓扑提供了一种公平共享的方法，并且该方法基于有效载荷36被生成的时间(包括已经在网状网络10中花费的时间)计算分组的优先级。示例实施例使分组能够以可扩展的方式维持公平的调度表，以在延时预算到期之前到达目的地，而不依赖于受到减少吞吐量影响的时分复用方案。

尽管本公开的示例实施例已经结合目前被认为是实行附加权利要求指定的主题的最优模式来被描述，但应当理解示例实施例仅是示意性的，并没有限定附加权利要求指定的主题。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

由无线网络节点识别数据分组中的有效载荷数据的寿命，所述无线网络节点被配置用于将所述数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地；

由所述无线网络节点确定供所述数据分组达到所述多跳目的地的调度表；以及

所述无线网络节点对所述数据分组进行优先级排队以便于在所述无线网状网络中基于多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)的无线传输，对所述数据分组进行优先级排队基于与所述调度表有关的相应寿命和等待由所述无线网络节点传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，其中与所述调度表有关的较高寿命的数据分组被授予比与所述调度表有关的较低寿命的数据分组更高的优先级。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别基于所述无线网络节点在所述数据中设置指示自相应的有效载荷数据响应于由所述无线网络节点生成的传感器数据被创建起算的寿命的字段。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述字段指定相对于网络同步时钟时间的时间戳值，所述识别还包括将所述时间戳值设置为如下其中一者：

针对基于数据类型的较高优先级数据，早于所述网络同步时钟时间；

针对传感器数据，与所述网络同步时钟时间基本上一致；或

针对基于相应数据类型的较低优先级数据，晚于所述网络同步时钟时间。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别基于：

所述无线网络节点经由所述无线网状网络从第二无线网络节点接收所述数据分组；以及

所述无线网络节点基于解析所述数据分组中的规定字段来确定自所述相应的有效载荷数据被创建起算的寿命。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述规定字段指定时间戳值和明确寿命值中的至少一者，所述时间戳值指定所述相应有效载荷数据被创建的时间，所述明确的寿命值指定所述相应的有效载荷数据自该有效载荷数据被创建起所累积的寿命，包括所述第二无线网络节点的排队延迟和数据传输。

6.如权利要求4所述的方法，其中，其中所述无线网络节点基于指定所述相应有效载荷数据被创建的时间的时间戳值与所述无线网状网络的网络同步时钟时间的当前时间值的比较来确定所述相应有效载荷数据的寿命。

7.如权利要求1所述的方法，其中：

确定所述调度表基于：无线网络节点计算供所述数据分组在延时预算到期之前达到所述多跳目的地的预期调度表，所述延时预算基于所确定的从所述有效载荷数据的源到所述多跳目的地的跳数；

所述优先级排队包括如下项中的一项：基于指示所述数据分组在与所述无线网络节点和所确定的跳数有关的调度表之后被接收的相应寿命而将所述数据分组排队到较高优先级，或者基于指示所述数据分组在与所述无线网络节点和所确定的跳数有关的调度表之前被接收的相应寿命而将所述数据分组排队到较低优先级。

8.如权利要求1所述的方法，其中：

确定所述调度表基于：所述无线网络节点从所述无线网状网络的管理代理接收所述调度表，所述调度表标识出所述无线网状网络内的数据流，

所述优先级排队基于：确定被标识为与所述数据流中的一个相关联的数据分组就相应数据流的调度表与等待传输的其他数据分组的调度表相比而言是早、准时、还是晚。

9.一种被编码在一个或多个非暂态有形介质以供执行的逻辑，当所述逻辑被机器执行时，可操作为如下：

由无线网络节点识别数据分组中的有效载荷数据的寿命，所述无线网络节点被配置用于将所述数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地；

由所述无线网络节点确定供所述数据分组达到多跳目的地的的调度表；以及

所述无线网络节点对所述数据分组进行优先级排队以便于在所述无线网状网络中基于多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)的无线传输，对所述数据分组进行优先级排队基于与所述调度表有关的相应寿命和等待由所述无线网络节点传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，，其中与所述调度表有关的较高寿命的数据分组被授予比与所述调度表有关的较低寿命的数据分组更高的优先级。

10.如权利要求9所述的逻辑，其中，所述识别基于：所述无线网络节点在所述数据分组中设置指示自相应的有效载荷数据响应于由所述无线网络节点生成的传感器数据被创建起算的寿命的字段。

11.如权利要求10所述的逻辑，其中，所述字段指定相对于网络同步时钟时间的时间戳值，所述识别还包括将所述时间戳值设置为如下其中一者：

针对基于数据类型的较高优先级数据，早于所述网络同步时钟时间；

针对传感器数据，与所述网络同步时钟时间基本上一致；或

针对基于相应数据类型的较低优先级数据，晚于所述网络同步时钟时间。

12.如权利要求9所述的逻辑，其中，所述识别基于：

所述无线网络节点经由所述无线网状网络从第二无线网络节点接收所述数据分组；以及

所述无线网络节点基于解析所述数据分组中的规定字段来确定自所述相应的有效载荷数据被创建起算的寿命。

13.如权利要求12所述的逻辑，其中，所述规定字段指定时间戳值和明确的寿命之中的至少一者，所述时间戳值指定所述相应有效载荷数据被创建的时间，所述明确的寿命值指定所述相应有效载荷数据自该有效载荷数据被创建起累积的寿命，包括所述第二无线网络节点的排队延迟和数据分组的传输。

14.如权利要求12所述的逻辑，其中，所述无线网络节点基于指定所述相应有效载荷数据被创建的时间的时间戳值与所述无线网状网络的网络同步时钟时间的当前时间值的比较来确定所述相应有效载荷数据的寿命。

15.如权利要求9所述的逻辑，其中：

确定所述调度表基于：无线网络节点计算供所述数据分组在延时预算到期之前达到所述多跳目的地的预期调度表，所述延时预算基于确定的从所述有效载荷数据的源到所述多跳目的地的跳数；

所述优先级排队包括如下其中一项：基于指示所述数据分组在与所述无线网络节点和所述确定的跳数有关的调度表之后被接收的相应寿命而将所述数据分组排队到较高优先级，或者基于指示所述数据分组在与所述无线网络节点和所确定的跳数有关的调度表之前被接收的相应寿命而将所述数据分组排队到较低优先级。

16.如权利要求9所述的逻辑，其中：

确定所述调度表基于：所述无线网络节点从所述无线网状网络的管理代理接收所述调度表，所述调度表标识出所述无线网状网络内的数据流，

所述优先级排队基于：确定被识别为与数据流中的一个相关联的数据分组就相应的数据流的调度表与等待传输的其他数据分组的调度表相比而言是早、准时、还是晚。

17.一种装置，包括：

存储器电路，所述存储器电路被配置用于存储包括有效载荷数据的数据分组；

无线网络接口电路，所述无线网络接口电路被配置用于将所述数据分组经由无线网状网络传输到多跳目的地，所述装置被实现为无线网络节点；以及

处理器电路，所述处理器电路被配置用于如下：

识别有效数据的寿命；

确定供所述数据分组达到所述多跳目的地的调度表；以及

对所述数据分组进行优先级排队以便于所述无线网状网络中基于多路访问冲突检测和冲突避免(CSMA-CA)的无线传输，对所述数据分组进行优先级排队基于与所述调度表有关的相应寿命和等待由所述装置传输到目的地的其他数据分组的各自寿命，其中与所述调度表有关的较高寿命的数据分组被授予比与所述调度表有关的较低寿命的数据分组更高的优先级。

18.如权利要求17所述的装置，其中，所述识别基于：

所述无线网络节点经由所述无线网状网络从第二无线网络节点接收所述数据分组；以及

所述处理器电路被配置用于基于解析所述数据分组中的规定字段来确定自所述相应的有效载荷数据被创建起的寿命。

19.如权利要求17所述的装置，其中：

确定所述调度表基于：所述处理器电路计算供所述数据分组在延时预算到期之前达到所述多跳目的地的预期调度表，所述延时预算基于从所述有效载荷数据的源到所述多跳目的地的确定的跳数；

所述处理器电路被配置用于基于如下一项来确定所述数据分组的优先级：基于指示所述数据分组在与所述无线网络节点和所确定的跳数有关的调度表之后被接收的相应寿命而将所述数据分组排队到较高优先级，或者基于指示所述数据分组在与所述无线网络节点和所确定的跳数的调度表之前被接收的相应寿命而将所述数据分组排队到较低优先级。

20.如权利要求17所述的装置，其中：

所述处理器电路被配置用于确定所述调度表，确定所述调度表基于所述无线网络节点从所述无线网状网络的管理代理接收所述调度表，所述调度表识别所述无线网状网络内的数据流，

所述处理器电路被配置用于进行优先级排队，所述优先级排队基于确定被识别为与数据流中的一个相关联的数据分组就相应的数据流的调度表与等待传输的其他数据分组的调度表相比而言是早、准时、还是晚。