CN114830610A

CN114830610A - 电信网络中的干扰抑制

Info

Publication number: CN114830610A
Application number: CN201980103120.5A
Authority: CN
Inventors: C.戈特沙尔克; D.奥布拉多维奇; G.施泰因德尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2022-07-29
Also published as: EP4014447C0; US20230029977A1; WO2021083509A1; EP4014447A1; EP4014447B1

Abstract

本发明涉及通过电信网络调度多个数据流的传输。在一种方法或一种网关节点的情况下，针对多个数据流中的每个数据流确定通过电信网络的用于相应重复传输的相应路径。基于路径，确定多个共享传输链路。基于数值优化，确定相应重复传输的相应阶段，其中数值优化具有目标函数，该目标函数指示多个数据流的两个或更多个重复传输之间的干扰。调度每个数据流的相应重复传输，其中相应重复传输在与相应阶段相关联的传输周期开始。

Description

电信网络中的干扰抑制

技术领域

本发明涉及电信网络领域、特别是涉及一种用于对多个数据流的传输进行调度的计算机实现的方法，以及一种网关节点。

背景技术

目前，有一种趋势是也使用电信网络用于传输时间关键的数据。虽然电信网络用于许多不同的应用，但一些应用、例如工业领域或车辆控制领域中的应用，需要在一定的时间约束内传输数据。通常，在工业制造环境中，提供用于控制制造过程的单独的电信网络，该电信网络与另外的电信网络分开，该另外的电信网络用于另外的数据传输，该另外的数据传输不是时间关键的或者对于制造过程不是关键的，例如用于办公室通信或过程规划的数据通信，该另外的电信网络通常需要更高的带宽，但不需要时间约束或至少时间约束不严格。

对于允许在一定时间约束内传输数据的电信网络，已经开发了几种硬实时或软实时技术，例如EtherCat或ProfinetIRT。然而，使用基于不同标准的多个电信网络可能导致网络的碎片化。另一方面，对于不同的应用，使用一个允许硬实时或软实时数据通信的电信网络可能会增加网络的(所有)节点的总成本和/或要求。

发明内容

需要改进在特定时间约束内通过电信网络传输数据的可靠性和/或减少对这样的电信网络的节点的要求，该电信网络允许在特定时间约束内的数据传输(例如通过电信网络传输数据)，其中例如对在一定时间限制内进行数据传输有较低要求或没有要求的电信网络节点，必须满足较少的或者甚至不需要满足(特殊)要求，例如除了根据诸如某些以太网标准的电信网络通信标准之外。

这一要求通过每个独立权利要求的教导、特别是通过用于调度多个数据流的传输的计算机实现的方法以及通过网关节点来满足。各种实施例、实现、有利的修改、进一步的修改和进一步的改进，特别是由从属权利要求的教导提供。

本发明的第一方面涉及一种用于在电信网络中调度多个数据流的传输的计算机实现的方法。传输被划分为传输周期，其中传输周期具有预定时间长度，并且其中多个数据流中的每个数据流的相应重复传输以时间间隔来传输，该时间间隔由传输周期的预定时间长度乘以相应重复传输的相应重复率来确定。该方法包括：为多个数据流中的每个数据流确定通过电信网络的相应路径，该路径用于相应数据流的相应重复传输。此外，该方法包括：根据通过网络的路径的比较确定多个共享传输链路，其中每个共享传输链路是至少两个路径的一部分。此外，该方法进一步包括：基于数值优化针对多个数据流中的每个数据流确定相应重复传输的相应阶段。数值优化具有目标函数，其包括指示多个数据流的两个或多个重复传输之间的干扰的至少一个值。此外，该方法还包括：对多个数据流中的每个数据流的相应重复传输进行调度，其中相应重复传输在与相应阶段相关的传输周期开始。

根据针对多个数据流中的每个数据流的每个相应重复传输的相应阶段来调度相应重复传输的一个优点可能特别是，该调度是确定性的调度，由此数据传输和/或通过电信网络发送重复传输(例如从发起者节点到例如目的地节点)的可靠性可以被改进。此外，例如确定性的调度可以有助于保证在一定的时间约束内、例如在预定的时间跨度或预定数量的传输周期内的数据传输(例如在发起者节点处的数据传输和在目的地节点处的数据到达)。

基于数值优化确定数据流的重复传输的阶段的一个优点可能特别是，可以以有效和/或可靠的方式确定相应阶段的最佳值，由此例如可以保证每个数据流的相应重复传输在一定的时间约束内(即例如特别是在预定数量的传输周期内，例如在一个传输周期内)到达相应的目的地节点，和/或为其他数据传输(例如相对于数据流的重复传输具有较低优先级的数据传输)保留更多的带宽和/或处理时间。

通过确定数据流的重复传输的阶段，以及通过关于传输周期对重复传输进行调度，基于数值优化的确定和/或数据的调度和传输(例如通过电信网络对重复传输的传输)可以被简化，其中例如高精度的定时(即能够在一个传输周期内分布传输的精度，通常在200ns到100μs的范围内)是不需要的，但例如足以根据传输周期来同步数据传输的定时，其具有典型时间间隔，例如在500μs至50ms之间、通常为1ms左右。此外，虽然例如发起者节点(例如发送至少一个重复传输的电信网络节点)可能被要求根据传输周期同步其传输，并且因此使用同步的时间基，但电信网络的其他节点不一定要求使用同步的时间基，例如至少只要这些节点不传输干扰重复传输的数据传输，即特别是在重复传输的传输周期内或为重复传输保留的部分传输周期内传输这些数据传输，和/或至少只要这些节点的数据传输比数据流的重复数据传输的优先级低，并且因此被拒绝或缓冲到以后传输。然而，例如一些或所有其他节点可能被要求至少转发时间同步信号，以便将时间同步信号提供给发起者节点，其中发起者节点的每个节点适于基于时间同步信号建立同步的时间基。

根据一些实施例，电信网络是时间敏感的网络。这可以有利地有助于将数据传输划分为传输周期，这也可以被称为网络周期。此外，这可能有助于提供时间同步信号和/或建立同步的时间基，以将数据传输划分为网络周期。此外，这可能有利地有助于将较高的优先级分配给每个数据流的相应重复传输，并将较低的优先级分配给其他数据传输，例如办公通信或流程规划。此外，在一些实现中，具有较低优先级的数据传输的数据传输通过抢占机制被限制，其中，抢占机制适于保证高优先级传输(例如重复传输)的数据传输。

在本申请的意义内，“时间敏感的网络”至少可以指电信网络，其中电信网络适于基于网络周期来传输时间敏感的数据，其中电信网络的所有节点具有共同的时间基。此外，这种时间敏感的网络可以适于在以太网上进行时间敏感的数据传输。为此，时间敏感的网络可以具有适于提供时间同步信号的中心实例。此外，所有的节点都可以适于(至少)转发时间同步信号。此外，一些节点(例如用于发送数据的节点)可以适于基于时间同步信号来建立同步的时间基。此外，这种时间敏感的网络可以取决于IEEE 802.1Q的以太网标准。因此，数据传输可以被划分为时间敏感的数据传输和其他数据传输，其中时间敏感的数据传输可以经由在底层电信网络(例如，作为一个整体的时间敏感的网络)之上定义的虚拟LAN传输，该底层电信网络是根据诸如IEEE 802.3的以太网标准的。关于根据以太网标准的电信网络的进一步细节例如通过以下给出

https://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet

例如，在日期为2019年8月4日的版本中

https://en.wikipedia.org/w/index.php？title＝Ethernet&oldid＝909327347

并且关于时间敏感的网络的进一步细节例如通过以下给出

https://en.wikipedia.org/wiki/Time-Sensitive_Networking

例如，在日期为2019年7月13日的版本中

https://en.wikipedia.org/w/index.php？title＝Time-Sensitive_ Networking&oldid＝906080116。

例如，对于其中电信网络是时间敏感的网络的实施例，或者对于用于控制时间关键过程、诸如制造过程或用于控制(例如自动)车辆的过程的实施例，一个要求可以是所有高优先级的数据传输、例如重复数据传输(在一个网络周期内到达它们相应的目的地节点而不丢失传输、例如不丢失帧)。因此，必须规划和/或提供电信网络，包括：数据传输发送顺序(例如重复传输的传输顺序)、通过电信网络的用于传输重复传输的路径以及阶段分配(phase-allocation)。通过将作为电信网络的时间敏感的网络与基于数值优化的阶段的确定以及根据阶段和关于网络周期的重复传输的调度相结合，可以有益地满足这些要求。此外，通过抢占机制，可以有益地避免具有较低优先级的数据传输的干扰。

根据一些实施例，每个数据流的相应重复传输具有高优先级，而其他数据传输具有低优先级，其中在具有低优先级的数据传输被传输之前，至少一定量的具有高优先级的数据传输被传输，例如在传输链路处/通过传输链路。在一些实现中，还基于阶段分配(例如基于相应阶段)调度具有低优先级的数据传输，该阶段分配基于类似于或等于数值优化的优化进行确定。这可以有益地提高电信网络的带宽的利用率。

在本申请的含义内，“高优先级”或分别地“低优先级”可以至少指例如关于以太网标准使用的术语。此外，这些术语还可以指相对优先级，其中具有高优先级的数据传输比具有低优先级的数据传输具有更高的优先级，或者分别地具有低优先级的数据传输比具有高优先级的数据传输具有更低的优先级。

本发明的第二方面涉及一种用于电信网络的网关节点。该网关节点包括数据处理设备。该数据处理设备(例如与网关节点一起)适于为多个数据流中的每个数据流确定通过电信网络的用于相应数据流的相应重复传输的相应路径。此外，该数据处理设备适于基于通过网络的路径的比较来确定多个共享传输链路，其中每个相应共享传输链路是至少两个路径的一部分。此外，数据处理设备进一步适于基于数值优化来确定多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的相应阶段，其中，数值优化具有目标函数，该目标函数包括指示多个数据流的两个或多个重复传输之间的干扰的至少一个值。此外，数据处理设备进一步适于对多个数据流中的每个数据流的相应重复传输进行调度，其中相应重复传输在与相应阶段相关的传输周期开始。

结合本发明的第一方面详细描述的实施例、实现、有利修改、进一步修改和进一步改进以及潜在的益处和优点也相应地应用于根据本发明的网关节点。因此，根据一些实施例，网关节点适于执行根据本发明的第一方面的方法，或者分别地，由根据本发明的第二方面的网关节点来执行根据本发明的第一方面的方法的一些实施例。

本发明的另外的方面涉及一种用于通过电信网络调度多个数据流的传输的计算机实现的方法，其中传输被划分为传输周期，并且传输周期具有预定时间长度。此外，电信网络包括多个共享传输链路，其中多个共享传输链路中的每个共享传输链路由多个数据流中的至少两个数据流共享。该方法包括：基于至少一个优化并且相对于传输周期，为多个数据流中的每个数据流确定相应重复传输的相应阶段，其中该至少一个优化具有至少一个目标函数，该目标函数包括指示多个数据流的两个或多个重复传输之间在多个共享链路上的干扰的至少一个值。此外，该方法包括根据相应阶段对多个数据流中的每个数据流的相应重复传输进行调度。

本发明的另外的方面涉及一种用于电信网络的网络调度设备，其中通过电信网络的传输被划分为传输周期。网络调度设备包括数据处理设备。该数据处理设备(例如与网络调度设备一起)适于，基于至少一个优化并且相对于传输周期，为多个数据流中的每个数据流确定相应重复传输的相应阶段，该至少一个优化具有至少一个目标函数，该目标函数包括指示多个数据流的两个或多个重复传输之间的干扰的至少一个值。此外，该数据处理设备(例如与网络调度设备一起)适于根据相应阶段对多个数据流中的每个数据流的相应重复传输进行调度。

本发明的另外的方面涉及一种系统，该系统包括网络调度设备和一个或多个用于电信网络的发起者节点，或包括网关节点和一个或多个用于电信网络的发起者节点。在一些实现中，该网关节点是根据本发明的第二方面的。在一些实现中，电信网络是根据本发明的第一方面的，其中一个或多个发起者节点是电信网络的节点。

根据本发明的前述方面详细描述的实施例、实现、有利的修改、进一步的修改和进一步的改进以及潜在的益处和优点也相应地应用于根据本发明的另外的方面的方法、网络调度设备和系统。

根据一些实现，传输周期由同步时钟信号或时间同步信号确定。在一些实现中，时间同步信号是同步时钟信号。在这些实现中的一些中，同步时钟信号是由电信网络的时钟装置提供的。

根据一些实现，网络调度设备或网关节点包括适于提供时间同步信号的时钟装置。

根据一些实施例，网络调度设备或网关节点适于通过向一个或多个发起者节点提供调度信号来调度相应重复传输，该调度信号包括阶段。

替换地或者附加地，根据一些实施例，网络调度设备或网关节点适于通过向一个或多个发起者节点中的每个发起者节点提供相应的调度信号来调度相应重复传输，每个相应的调度信号包括相应阶段。

根据一些实现，一个或多个发起者节点中的至少一个发起者节点适于接收调度信号，或分别地，接收相应的调度信号。一个或多个发起者节点中的至少一个发起者节点进一步适于根据相应阶段传输多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输。在一些实现中，一个或多个发起者节点中的至少一个发起者节点进一步适于根据相应阶段和根据相应重复率来传输多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输。

根据一些实施例，一个或多个发起者节点中的每个发起者节点适于接收调度信号/相应的调度信号并且根据相应阶段传输多个数据流中的至少相应一个数据流的相应重复传输。在一些实现中，一个或多个发起者节点中的每个发起者节点进一步适于根据相应阶段和根据相应重复率来传输多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输。

上述总结仅仅是对一些实施例和实现的一些特性进行的简要概述，而不应该被理解为限制性的。其他实施例可能包括比上面解释的更多的特征。

附图说明

从以下对示例性实施例的详细描述和附图中，本公开的上述和其他实施例、有利的修改、进一步的改进、元件、特征、步骤和特性将更加明显。当未另作说明或根据上下文另作说明时，类似的附图标记是指示例性实施例和整个附图中的相应装置、元件或特征。

图1示意性地说明了根据实施例的具有电信网络的网络调度设备。

图2示意性地说明了根据实施例的另外的电信网络。

图3示意性地说明了根据实施例的与多个数据流结合的图2的电信网络。

图4表示根据实施例的方法的流程图。

图5示意性地示出了具有多个数据流的重复传输和它们与传输周期相一致的场景。

图6示意性地示出了根据实施例的图5的场景，其中相应阶段已经由优化确定。

图7表示根据实施例的另外的方法的流程图。

图8示意性地说明了根据实施例的网关节点。

图9示意性地说明了根据实施例的用于阐明优化和确定相应阶段的另外的远程电信网络。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的各种实施例。应理解，以下对实施例的描述不应在限制意义上进行理解。本发明的范围不由以下描述的实施例或附图来限制，这些实施例或附图仅被视为是说明性的。

这些附图应被视为图中所示的示意性表示和元件，它们不一定是按比例示出的。相反，示出各种元件使得它们的功能和它们的一般目的对于本领域技术人员来说变得显而易见。在图中示出或在此描述的功能块、设备、组件或其他物理或功能单元之间的任何连接或耦合也可以被实现为间接连接或耦合。组件之间的耦合可以通过无线连接建立。功能块可以以硬件、固件、软件或其组合来实现。

图1结合电信网络100示意性地示出了根据本发明的实施例的网络调度设备300。此外，根据本发明的一些实施例，电信网络100或其部分还可以是例如包括电信网络的一个或多个发起者节点和网络调度设备的系统，该网络调度设备适于调度来自发起者节点的数据传输。

在示例性实施例中，网络调度设备300包括至少一个通信接口320，用于提供对电信网络100中的多个数据流的传输的调度。此外，网络调度设备300包括适于确定调度的数据处理设备340。

在示例性实施例中，电信网络100包括多个发起者节点110、多个传输链路120和多个目的地节点160。在一些实现中，一个或多个发起者节点110是工业设备，例如用于制造过程的工业设备，例如CNC机器、机器人、传送带、灯或风车。在一些实现中，目的地节点160中的一个或多个是工业设备，例如用于制造过程的工业设备，例如CNC机器、机器人、传送带、灯或风车。在一些实现中，一个或多个发起者节点110和一个或多个目的地节点160是工业设备，例如用于制造过程的工业设备，例如CNC机器、机器人、传送带、灯或风车。在一些实现中，发起者节点110的第一工业设备适于经由电信网络100(例如经由多个传输链路120中的一些)来控制目的地节点160的第二工业设备。此外，第二工业设备可以适于经由电信网络100向第一工业设备提供传感器信号(例如针对用于控制第二工业设备的反馈回路)。因此，例如关于传感器信号，第一和第二工业设备关于电信网络100改变角色，其中，当提供传感器信号时，第二工业设备是发起者节点，而第一工业设备是目的地节点。

在示例性实施例中，多个发起者节点110经由多个传输链路120数据连接到多个目的地节点160，其中电信网络100还包括多个链路节点，这些链路节点分别适于提供多个传输链路120的两个或更多个之间的数据连接。在一些实现中，多个链路节点中的链路节点包括网关节点或由网关节点组成。

在示例性实施例中，电信网络100是有线网络。此外，在一些实现中，电信网络100是根据诸如IEEE802.3的以太网标准的。此外，在一些实现中，多个链路节点中的一些链路节点是网关节点。对于根据以太网标准的网络，在一些实现中，网关节点被实现为网络交换机。

在示例性的实施例中，多个发起者节点110中的发起者节点112经由通过电信网络100的路径222与多个目的地节点160中的目的地节点162进行数据连接。如图1所示，路径222包括传输链路122、传输链路130、传输链路132和传输链路150(多个传输链路120中的每个)，并且包括链路节点172、链路节点174和链路节点176(多个链路节点中的每个)。发起者节点112通过传输链路122连接到链路节点172。链路节点172通过传输链路130连接到链路节点174。链路节点174通过传输链路132连接到链路节点176。链路节点176通过传输链路150连接到目的地节点162。

同样地，多个发起者节点110中的发起者节点114经由通过电信网络100的路径224与目的地节点164数据连接。该路径224包括多个传输链路120中的传输链路130以及传输链路124、传输链路134、传输链路144和传输链路146，其中这些传输链路124、130、134、144和146分别通过多个传输链路的链路节点172、174、182和184中的一个链路节点来数据连接。

如图1所示，传输链路130是路径222和路径224的一部分，其中路径222和路径224在链路节点172或至少在传输链路130处合并。(路径的合并也可以被称为路径的相遇或数据流的合并/相遇，即特别是当至少两个数据流的至少两个路径在共享的传输链路或链路节点处相遇/合并时，就共享的传输链路/链路节点而言，这可以被称为至少两个数据流的合并/相遇。)因此，传输链路130是共享传输链路，其(至少)在路径222和224之间共享。此外，路径222和224还在传输链路130处或之后(即特别是在链路节点174处)分裂，其中例如路径222沿传输链路132延伸，并且路径224沿传输链路134延伸。

此外，多个发起者节点110中的发起者节点116经由通过电信网络100的路径226与目的地节点164数据连接。该路径226包括多个传输链路120中的传输链路126、136、140、144和146，其中发起者节点116通过传输链路126数据连接到多个链路节点中的链路节点178，链路节点178通过传输链路136数据连接到多个链路节点中的链路节点180。链路节点180通过传输链路140数据连接到链路节点182，链路节点182通过传输链路144数据连接到链路节点184，以及传输链路184通过传输链路146数据连接到目的地节点164。如图1所示，路径224和226(至少)在传输链路144处合并，并且沿传输链路146延伸。因此，传输链路144和146是路径224和226的一部分，是共享传输链路，其中进一步地(鉴于路径224和226)传输链路114也是路径(即特别是路径224和226)合并的传输链路。

此外，发起者节点116经由通过电信网络100的路径227与目的地节点166数据连接。路径227包括传输链路126和136以及多个传输链路120中的传输链路148，其中传输链路126和136在路径226和227之间共享，并且其中传输链路126是路径226和227合并的传输链路。此外，路径226和227在传输链路136处或之后(即特别是在链路节点180处)分裂，其中链路节点180通过传输链路148与目的地节点166数据连接。

此外，多个发起者节点110中的发起者节点118经由通过电信网络100的路径228数据连接到目的地节点164，其中该路径228包括多个传输链路120中的传输链路128和传输链路146。如图1所示，路径228在链路节点284处或至少在传输链路146处与路径224和226合并，因此，传输链路146也是路径在这里合并的共享传输链路。

此外，在如图1所示的示例性实施例中，发起者节点116经由通过电信网络100的路径230与目的地节点162数据连接。该路径230包括传输链路126、136、140、134、132和150，以及链路节点178、180、182、174、176。可以看出，从发起者节点112开始沿路径224的潜在数据流或数据流量和从发起者节点116开始沿路径230的潜在数据流或数据流量，都具有目的地节点126，对于传输链路134具有不同的数据流方向。

在电信网络的一些实现中，即特别是如图1中所示，多个传输链路中的至少一个、一些或全部传输链路适合于双向数据流。替换地或附加地，在一些实现中，一些链路节点只适用于向一个方向的数据流。此外，在一些实现中，其中传输链路适用于双向的数据流，该传输链路适于将数据从它所数据连接的第一(链路)节点传输到它所数据连接的第二(链路)节点，并且同时在相反的方向上传输数据，即从第二节点到第一节点。因此，在一些实现中，第一和第二链路节点和/或传输链路适用于全双工模式。替换地，第一和第二链路节点和/或传输链路可以适用于半双工模式，其中(特别是)数据在一个时间内仅被传输到两个方向中的一个，而在另一个时间内数据可以被传输到相应的相反方向。

在示例性的实施例中，网络调度设备300适于借助通信接口320和电信网络100至少向多个发起者节点110提供传输的调度(例如通过提供调度信号)。在一些实现中，网络调度设备300通过电信网络100直接与多个发起者节点数据连接。这可以有利地允许将电信网络100用于发起者节点和目的地节点之间的数据传输以及(即特别是为了调度)用于网络调度设备300与(至少)多个发起者节点之间的数据传输，由此包括电信网络100的网络结构的复杂性可以被降低。

在一些实现中，网络调度设备300包括网关节点或由网关节点组成。

在示例性的实施例中，如图1所示，网络调度设备300适于通过通信接口320并且通过附加的网络或通信路径(即通过提供调度信号)至少向多个发起者节点110提供传输的调度。在一些实现中，网络调度设备300通过电信网络100间接地数据连接到多个发起者节点，或者网络调度设备300分别数据连接到多个发起者节点。在一些这样的实现中，附加的网络或通信路径可以是无线通信路径。替换地，在这样的实现中的一些中，附加的网络或通信路径可以是附加的有线网络。这可以有利地允许将发起者节点和目的地节点之间的数据传输与网络调度设备300和(至少)多个发起者节点之间的(即特别是用于调度的)数据传输分开，由此可以减少电信网络100上的负载和/或减轻潜在干扰。在一些实现中，网络调度设备300是网络控制器。

在图2中，示意性地说明了另一个电信网络102。此外，根据本发明的一些实施例，电信网络102或其部分也可以是例如包括电信网络的一个或多个发起者节点和网络调度设备或网关节点的系统，该网络调度设备或网关节点适于调度源自发起者节点的数据传输。

在示例性的实施例中，电信网络102类似于电信网络100，电信网络100已参照图1进行了描述。同样地，电信网络102包括多个发起者节点、多个链路节点170和多个目的地节点，其中，例如多个发起者节点中的发起者节点112、114、116和118通过多个传输链路和多个链路节点170与多个目的地节点中的目的地节点162、164和166数据连接。

然而，在图2中没有说明从发起者节点116到目的地节点162的路径，并且相应地，电信网络102的至少一些实现不包括这样的路径，例如传输链路134可以被实现为适于从链路节点174向链路节点182传输数据的单向传输链路(但不包括相反方向)。电信网络102的其他实现可以包括这样的路径，然而为了图2的清晰性，没有示出它。

此外，与图1的电信网络100相比，图2的电信网络102进一步包括多个链路节点170中的链路节点186以及多个传输链路中的传输链路138和传输链路142。路径227包括传输链路126、136、142和148，其中传输链路142通过链路节点186与传输链路148数据连接。路径228包括传输链路128、138和146，其中，传输链路128通过链路节点186数据连接到传输链路138。

与通过图1的电信网络100的路径226类似，发起者节点116经由通过图2的电信网络102的路径226数据连接到目的地节点164。该路径226包括传输链路126、136、140、144和146，其中这些传输链路分别由链路节点178、180、182和184中的一个链路节点连接。

此外，发起者节点116通过路径232与目的地节点164数据连接。路径232包括传输链路126、136、142、138和146，其中这些传输链路分别由链路节点178、180、186和184中的一个链路节点连接。虽然路径226和232共享传输链路126、136和146，但是电信网络102提供了从发起者节点116到目的地节点164的两条路线，例如，如图2所示，链路节点180一方面通过传输链路140、链路节点182和传输链路144与链路节点184数据连接，另一方面通过传输链路142、链路节点186和传输链路138与链路节点184数据连接。因此，电信网络102包括环路234。

与电信网络102相比，图1的电信网络100不包括环路和/或具有树型拓扑结构。此外，对于具有树型拓扑结构的电信网络，其两个节点之间的路径、例如从发起者节点到目的地节点的路径是唯一的。因此，这两个节点之间的路径可以基于指示这两个节点的数据(例如配置信号)明确地确定。对于不具有树型拓扑结构，例如具有诸如电信网络102这样环路的电信网络，可能存在从该电信网络的一个节点到该电信网络的另一个节点的多个路径。

在示例性的实施例中，通过电信网络102的路径，从发起者节点112到目的地节点162并且包括传输链路122、130、132和150以及链路节点172、174和176(例如图2的路径222)，被用于传输多个数据流210中的数据流212。

此外，通过电信网络102的路径，从发起者节点114到目的地节点164并且包括传输链路124、130、134、144和146以及链路节点172、174、182和184(例如图2的路径224)，被用于传输多个数据流210中的数据流214。

此外，通过电信网络102的路径，从发起者节点116到目的地节点164并且包括传输链路126、136、140、144和146以及链路节点178、180、182和184(例如图2的路径226)，被用于传输多个数据流210中的数据流216。

此外，通过电信网络102的路径，从发起者节点116到目的地节点166并且包括传输链路126、136、142和148以及链路节点178、180和186(例如图2的路径227)，被用于传输多个数据流210中的数据流217。

此外，通过电信网络102的路径，从发起者节点118到目的地节点164并且包括传输链路128、138和146以及链路节点186和184(例如图2的路径228)，被用于传输多个数据流210中的数据流218。

图4示出了计算机实现的方法400的流程图，该方法用于调度通过电信网络的多个数据流的传输，该方法400是依据本发明的实施例的。此外，在一些有利的实现中，根据本发明的实施例，该方法400由网络调度设备或系统执行，该系统包括网络调度设备和一个或多个发起者节点。此外，在一些进一步有利的实现中，参照图8描述的网关节点800或系统(该系统包括参照图1描述的网络调度设备300和参照图1、图2描述的一个或多个发起者节点112、114、116、118)适于执行该方法400，并且是依据本发明的实施例的。

在示例性的实施例中，方法400包括方法条件410，并且进一步包括方法步骤440、442、444、446、450、452、454和456。该方法在方法402的开始处开始，在方法404的结束处结束。此外，一个或多个方法步骤、特别是方法步骤序列和/或整个方法400可以被重复执行。

电信网络包括多个共享传输链路，其中多个共享链路的每个共享传输链路被多个数据流中的至少两个数据流共享。

此外，传输被划分为传输周期，其中传输周期具有预定时间长度。对于多个数据流中的每个数据流，相应重复传输具有相应重复率和相应阶段。多个数据流中的每个数据流的相应重复传输在传输周期的与相应阶段相关的传输周期中(例如通过发起者节点)被传输，并且在相应重复传输的相邻重复传输的开始之间以相应的时间间隔来重复地传输，其中相应的时间间隔由传输周期的预定时间长度乘以相应重复率来确定。

在一些实现中，电信网络是时间敏感的网络。在一些另外的实现中，电信网络至少可以支持时间同步，以便根据传输周期来发送传输，其中传输周期是基于同步的时间确定的。例如，在具有时间敏感的网络的场景中，重复率也可以被称为缩减率或减少率，传输周期也可以被称为网络周期。

因此，在一些实现中，在时间敏感的网络中的信息发送(即特别是重复传输的发送)是循环的，即消息(例如帧或重复传输)以规则的时间间隔来重新发送。这些时间间隔被定义为网络周期“Tn”的整数倍，并且它们确定“缩减率(RR，Reduction Ratio)”作为每个帧/重复传输/数据流的特征。因此，RR＝1意味着在每个网络周期中发送一个帧/重复传输，即其两次发送之间的间隔正好是一个Tn。在一般情况下，数据流的相同的重复传输的两次发送之间的间隔等于(RR*Tn)。RR＝K>1的结果是，该数据流可以在K个网络周期中的任何一个中第一次发送。例如，RR＝2的数据流可以在第一或第二网络周期中初始发送，然后在此之后每2*Tn发送一次。第一次发送发生的网络周期的选择(从可用的RR周期中的选择)可以被称为“阶段分配”。当单个数据流的路径或至少共享传输链路已经被确定时，该阶段分配可以用于最小化由数据流之间的传输链路共享或其重复传输引起的延迟。当两个或多个数据流共享同一传输链路时，它们可能会相互干扰，从而产生延迟。最坏情况延迟与共享同一传输链路的数据流的数量成比例，由单个数据流的帧大小或分别地由单个数据流的重复传输的大小进行标度。

一些示例性实施例、实现和进一步的修改将结合参考图1和图2以及图5和图6进行描述(图5和图6也在下文中进行描述)。然而，示例性实施例、实现和进一步的修改也可用于其他电信网络、网络调度设备、包括网络调度设备和一个或多个发起者节点的系统，以及用于数据流、重复传输、重复率和/或阶段分配的其他场景。

在图5中说明了多个数据流的重复传输以及其与传输周期对齐的情况(即特别是传输是如何被划分为传输周期的)以及初始阶段分配。

在示例性的实施例中，多个传输周期530包括传输周期531、传输周期532、传输周期533，以及传输周期533。数据流212的重复传输的重复率为4，即RR＝4，并且阶段为1，即Ph_start＝1，所以这些重复传输从第一个传输周期531开始，每四个传输周期重复一次，即特别是传输是在Tn＝1，5，9，13，...处开始。数据流214的重复传输的重复率为2，即RR＝2，并且阶段为1，即Ph_start＝1，所以这些重复传输从第一个传输周期531开始，每两个传输周期重复一次，即特别是传输在Tn＝1，3，5，7，...处开始。数据流216的重复传输的重复率为2，即RR＝2，并且阶段为1，即Ph_start＝1，所以这些重复传输从第一个传输周期531开始，每两个传输周期重复一次，即特别是传输从Tn＝1，3，5，7，...处开始。数据流217的重复传输的重复率为2，即RR＝2，并且阶段为1，即Ph_start＝1，所以这些重复传输从第一个传输周期531开始，每两个传输周期重复一次，即特别是传输在Tn＝1，3，5，7，...处开始。数据流218的重复传输的重复率为1，即RR＝1，并且阶段为1，即Ph_start＝1，所以这些重复传输从第一个传输周期531开始，每一个传输周期重复一次，即特别是传输在Tn＝1，2，3，4，5，6，7，...处开始。为了说明的目的，只说明了传输周期531，即特别是Tn＝1-，传输周期532，即特别是Tn＝2-，传输周期533，即特别是Tn＝3-，以及传输周期534，即特别是Tn＝4-。由于每个重复传输都是以相应重复率循环进行的，所以包括相应传输或由相应传输组成的整体传输也是循环的。此外，由于重复率的最小公倍数是4，整体传输是每四个传输循环的，因此，在传输周期534之后的传输周期看起来(如图5的说明的)像传输周期531，下一个传输周期看起来像传输周期532等等。

如图3和图中5说明的，数据流212、214、216、217和218的重复传输可以通过电信网络102传输，其中，数据流212和214可以共享共享传输链路130。此外，数据流216和217可以来自同一发起者节点116，并共享共享传输链路126和136。此外，数据流214和216可以共享共享传输链路144和146，其中数据流214、216以及数据流218共享传输链路146并且到达目的地节点164，这样的目的地节点适于接收数据流。当数据流214和216在传输链路144处合并时，数据流218在传输链路146处与数据流214、216合并。因此，数据流214和216不会在共享传输链路146处(进一步)相互延迟或(进一步)相互干扰，因为它们之间的延迟/干扰已经在传输链路144处发生。

同样地，数据流212、214、216、217和218的重复传输可以通过参照图1描述的电信网络100进行传输，相同的数据流之间共享相同的传输链路。

现在参考图4。

在方法步骤440处，基于至少一个优化，相对于传输周期531、532、533和534，迭代地确定多个数据流210中的每个数据流212、214、216、217、218的相应重复传输的相应阶段。该至少一个优化具有至少一个目标函数，该目标函数包括至少一个值，其指示多个数据流210的两个或更多个重复传输之间在多个共享链路120处的干扰，其中多个数据流210之间的干扰取决于每个数据流的相应重复率和相应阶段，并且在一些实现中进一步取决于共享传输链路。方法步骤440包括方法步骤442、444和446以及方法条件410，其中(为了确定相应阶段)迭代地执行步骤442、444和446，并且迭代地评估方法条件。至少一个优化可以作为数值优化来实现，例如梯度下降或混合整数线性规划/求解器或组合优化，其中可能的解(即特别是每个相应阶段，例如阶段分配)被迭代(即特别是通过在所有或至少一些可能的阶段分配中进行排列)或者是其组合。在一些实现中，数值优化可以与组合优化相结合，其中可能的共享传输链路被排列，对于每个这样的排列，相应阶段由数值优化来确定。

在方法步骤442处，当在方法步骤440内的第一迭代中执行时，确定初始阶段分配，例如，对于数据流212、214、216、217和218中的每个数据流，确定相应(初始)阶段。这种相应阶段的有效值在(包括)1和相应重复率之间的范围内。例如，在重复率RR＝4时，相应阶段可以是1、2、3或4。例如，对于重复率RR＝1，只有相应阶段为1才有效。例如，在重复率RR＝2的情况下，相应阶段可以是1或2。相应(初始)阶段可以基于随机选择相应有效值来确定，例如通过(伪)随机数发生器。

例如，参照示出初始阶段分配的图5，所有相应阶段都以1的值来初始化，该值对任何大于或等于1的重复率有效。

在方法步骤442处，当在进一步的迭代中执行时，确定(进一步的)阶段分配。例如，当优化被实施为梯度下降时，进一步的阶段分配可以通过选择至少一个目标函数的梯度被下降的这样相应阶段来确定。例如，当优化被实现为组合优化时，进一步的阶段分配可以通过选择所有有效阶段的进一步排列来确定。最后，初始或进一步的阶段分配以及因此每个数据流的相应重复传输的相应(初始或进一步的)阶段是在最后迭代时基于至少一个优化确定的相应阶段。

在方法步骤444处，针对数据流212、214、216、217和218中的每个数据流以及多个共享传输链路120中的每个共享传输链路，确定来自数据流之一的重复传输的相应计数，该数据流在相应共享传输链路处至少与数据流中的另一个数据流合并。此外，对于多个共享传输链路120的每个相应共享传输链路126、130、136、144和146，指示干扰的至少一个值取决于在相应共享传输链路上合并的数据流中的一个的相应计数。

此外，在一些实现中，在方法步骤444处，针对每个相应共享传输链路126、130、136、144和146，确定在相应共享传输链路上的所有相应计数的总和，除了具有这些相应计数的最小值的相应计数。替换地，在一些实现中，在方法步骤444处，针对每个相应共享传输链路126、130、136、144和146，进一步确定在相应共享传输链路上的所有相应计数的最小值。确定不包括具有最小值的相应计数的总和或确定最小值可以有利地考虑到，如上所述，(先前)已经合并的数据流(在先前的共享传输链路上)不会进一步延迟/相互干扰。

此外，在确定了总和/最小值的一些进一步的实现中，在方法步骤444处，确定了跨越多个共享传输链路120和跨越预定数量的传输周期(即特别是在多个传输周期530的所有周期中)的相应计数的每个总和/最小值中的最大值，其中，指示干扰的至少一个值是最大值。这可以有利地有助于优化所有共享传输链路和预定数量的传输周期上的最坏情况干扰。在一些这样的实现中，预定数量可以是所有重复率的最小公倍数，例如“RRmax”，这可以有利地限制所执行的计算，使得这种传输周期(由于传输是循环的)不等于前一个传输周期，从而提高了可靠性(由于该预定数量是必要的)和/或效率(由于该预定数量是足够的)。

在一些实现中，该至少一个优化具有另外的目标函数，其包括指示总干扰的另外的值。在这种实现的方法步骤446处，总干扰被确定为指示在多个共享传输链路120中的每个处的和跨越预定数量的传输周期的干扰的值的集合。在一些进一步的实现中，在其中为每个相应共享传输链路确定总和/最小值，总干扰是通过在每个共享传输链路处的相应的总和/最小值上求和来确定。这有利于在优化阶段分配时考虑到总干扰。虽然最坏情况干扰可能与确保每个重复传输在预定的时间内(例如在一个传输周期/网络周期内)到达相应的目的地节点有关，由此数据传输的可靠性以及因此例如通过这种数据传输控制制造过程的可靠性可能得到保证或至少得到增强，但总干扰可能与电信网络的负载有关，例如电信网络的数据传输能力保留用于其他数据传输、如低优先级数据流。在确定了最坏情况干扰和/或总干扰后，可以有利地有助于确定在链路节点上(例如在传输链路之间)所需的缓冲区大小，例如对于优先级较低的数据流，例如当多个数据流的重复传输是由穿透操作传输的，而优先级较低的数据流是由存储和转发操作传输的。

例如，参照图5，所有重复传输都有一个传输或一帧，在传输周期531处：共享传输链路130的总和的值为1(例如，数据流212和214的重复传输发生干扰，两者都有一个传输/帧导致干扰或延迟为1)；共享传输链路126的总和的值为1(例如，数据流216和217至少在传输链路126上发生干扰，假设发起者节点126能够同时对于两个数据流216、217发送重复传输，例如有两个网络端口)；共享传输链路136的总和的值为0(例如，数据流216、217已经在前一个传输链路、例如在传输链路126上发生干扰)；共享传输链路144的总和的值为1(例如，数据流214和216的重复传输发生干扰)；共享传输链路146的总和的值为2(例如，当数据流214和216的重复传输发生干扰时，数据流214、216已经在共享传输链路144处合并，但现在数据流218又附加地发生干扰，其中数据流214和216的传输计数为2，数据流218的计数为1，因此从总和中排除的最小值为1，所得总和为2，即只考虑数据流214、216的计数，因为，例如附加的数据流218使数据流214、216延迟1，其中一个数据流将总共延迟2，或替换地，数据流214、216使数据流218延迟2。在传输周期532处，没有干扰，因为只数据流218的重复传输被传输，因此，在所有共享链路节点130、144、146、126、136、146处的总和为0。在传输周期533中的总和等于在传输周期531中除了在传输链路130处的总和，因为数据流212的重复率为4，在传输周期533处没有传输，即在传输周期533中，共享传输链路130处的总和的值为0。最后，在传输周期534处没有干扰，并且总和为0。由此，最坏情况干扰为2。此外，对于确定总干扰的实现，例如作为另外的目标函数的另外的值，在所有共享传输链路130、144、146、126和136以及所有传输周期531、532、533和534上的总干扰是5(对于周期531)和4(对于周期533)的总和，即总干扰为9。

在方法条件410处，确定是否满足一个或多个优化标准，例如达到至少一个目标函数，即特别是达到指示干扰的至少一个值的最小值。在一些实现中，确定最坏情况干扰是否达到最小值，以及在产生最小的最坏情况干扰的所有可能的阶段分配中，总干扰是否也达到最小值。此外，在一些实现中，还附加地确定是否已经达到方法步骤440/至少一个优化/进一步优化的迭代次数的上限。如果这(或两个条件中的至少一个)得到满足，用<y>表示，则执行方法步骤450。否则，即一个或多个优化标准没有得到满足，并且可能没有达到迭代次数的上限，用<n>表示，则该方法在方法步骤442处继续进行进一步的迭代。

图6说明了图5的情况，其中阶段分配(即特别是相应阶段)已经通过优化确定。例如，相应阶段可以通过参考图4描述的方法步骤440来确定。

在示例性实施例中，数据流212(现在)的重复传输的阶段为4。数据流214(现在)的重复传输的阶段为1。数据流216(现在)的重复传输的阶段为2。数据流217(现在)的重复传输的阶段为1。数据流218(仍然)的重复传输的阶段为1(是唯一有效值)。因此，在所有重复传输有一次传输或一帧的情况下，在所有的传输周期531、532、533、534处：共享传输链路130的总和的值为0；共享传输链路126的总和的值为0；共享传输链路130的总和的值为0；共享传输链路136的总和的值为0；共享传输链路144的总和的值为0；共享传输链路146的总和的值为1。因此，例如。除了数据流218和数据流214或216之间发生的干扰外，数据流之间的所有干扰都被避免了。所以，最坏情况干扰是1，总干扰是4。

从图6中可以看出，重复传输已经分布在传输周期内，因此最坏情况和/或总的干扰可以有利地减少。此外，其他的阶段分配、如数据流212具有相应阶段为2，将导致最坏情况干扰为1，并且总干扰为4。此外，例如数据流212具有相应阶段为1，将导致最坏情况干扰仍为1，但会使总干扰增加到5。

现在参考图4。

在方法步骤450处，多个数据流210中的每个数据流的相应重复传输是根据相应阶段来调度的。

因此，在一些实现中，优化算法(例如基于至少一个优化对阶段的确定)将数据流分布在阶段上，以最小化传输链路的共享，例如数据流合并的传输链路。如果所有数据流的重复率的最大值是RRmax，那么在RRmax网络周期中分析数据流共享(例如干扰)就足够了，因为，例如整体传输是每RRmax网络周期循环的。至少一个优化将选择阶段分配，以便在这些周期内的链路共享(这意味着由于干扰造成的最坏情况延迟)的分布相对于预定的标准而言是最佳。在一些进一步的实现中，预定的标准是使这些RRmax周期上的最大干扰最小化，并且可能(即基于另外的目标函数)也要减少所有RRmax周期上的重叠的总数。

在一些实现中，例如由包括网络调度设备300和一个或多个发起者节点112、114、116和118的系统执行的实施方案中，方法步骤450包括方法步骤452、454和456。

在一些实现中，方法步骤440和450或(至少)方法步骤440和452由诸如网关节点的网络调度设备执行。

在一些实现中，方法步骤454和456由一个或多个发起者节点执行，即特别是一个或多个发起者节点中的每个发起者节点可以执行方法步骤454和456。

在方法步骤452处，通过向一个或多个发起者节点提供调度信号(该调度信号包括阶段)，或者通过向一个或多个发起者节点中的每一个发起者节点提供相应的调度信号(每个相应的调度信号包括相应阶段)，来调度相应重复传输。

在方法步骤454处，例如由一个或多个发起者节点中的相应的发起者节点，接收调度信号或相应的调度信号。

在方法步骤456处，按照调度信号或相应的调度信号，并且例如按照相应的阶段和重复率，传输相应重复传输。

在一些实现中，其中方法400由诸如网关节点的网络调度设备执行，该网关节点执行步骤450，方式是将重复传输的传输限制为根据阶段分配的(即特别是相应的重复率和阶段的)重复传输。在一些有利的修改中，其他重复传输可以被存储(即特别是被缓存)并且根据阶段分配在以后的传输周期中发送，和/或错误信号可以被发送到相应的发起者节点。

图7示出了用于通过电信网络调度多个数据流的传输的计算机实现的方法700的流程图，该方法700根据本发明的实施例。此外，在一些有利的实现中，根据本发明的实施例，该方法700由网络调度设备或系统执行，该系统包括网络调度设备和一个或多个发起者节点。此外，在一些进一步有利的实现中，参照图8描述的网关节点800或系统适于执行该方法700并且是根据本发明的实施例的，该系统包括参照图1描述的网络调度设备300和参照图1、图2描述的一个或多个发起者节点112、114、116、118。此外，该方法700在一些示例性的实施例中与参照图4描述的方法400相似。因此，例如关于电信网络的细节将不再重复，但关于这些细节，请参考上面给出的细节，例如参考图4以及参考图1、图2、图3、图5或图6。

在示例性实施例中，方法700包括方法条件712和714，并且进一步包括方法步骤720、722、724、726、730、740、744、746、748、750和758。该方法在方法702的开始处开始，并且在方法704的结束处结束。此外，一个或多个方法步骤、特别是方法步骤的序列和/或整个方法700可以重复执行。

在方法步骤730处，接收至少一个配置信号，其中该至少一个配置信号指示多个数据流210的重复传输的重复率，并且其中该重复率被限制为2的整数次方，例如1、2、4、8、16等。

在方法步骤720处，接收至少一个配置信号，其中该至少一个配置信号指示多个数据流210中的至少一个数据流、至少一个发起者节点和至少一个目的地节点。此外，至少一个发起者节点112、114、116、118适于发送多个数据流210中的至少一个数据流212、214、216、217、218的相应重复传输，并且至少一个目的地节点162、164、166适于接收多个数据流210中的至少一个数据流的相应重复传输。

在一些实现中，步骤730的至少一个配置信号和步骤720的至少一个配置信号是一个组合的配置信号或至少一起接收，其中组合的配置信号或两个至少一个配置信号分别从每一个发起者节点接收，其中它们指示相应的数据流、相应的重复率、相应的发起者节点和相应的目的地地节点。

替换地，在一些实现中，步骤730的至少一个配置信号和/或步骤720的至少一个配置信号是(例如作为组合信号)从电信网络100、102的另一个节点或从外部设备、例如用于从外部设置调度配置的配置装置接收的。

在方法步骤722处，指示电信网络100、102的拓扑结构的拓扑数据被建立。在一些实现中，拓扑数据是通过测量协议确定的，其中拓扑检测网络包被发送并且根据回复被接收。在一些实现中，拓扑数据是通过从拓扑数据库检索拓扑数据来确定的。

在方法步骤724处，确定从至少一个发起者节点到至少一个目的地节点的针对多个数据流210中的至少一个数据流的相应路径222、224、226、227、228(例如在第一迭代中)或进一步的相应路径232(例如在进一步迭代中)该相应路径或进一步的相应路径通过电信网络100、102并且用于相应数据流的相应重复传输。

替换地，在一些修改中，代替上面概述的方法步骤722和724，方法步骤720的至少一个配置信号可以已经包括路径222、224、226、227、228，由此通过从至少一个配置信号检索它们来确定路径；因此，可以通过方法步骤720确定路径，并且根据一些这样的修改，方法700不包括方法步骤722和724。

由于电信网络100具有例如树型拓扑结构，数据流的路径由数据流或由每个数据流的相应的发起者节点和相应的目的地节点唯一地确定。由于电信网络102包括例如环路234，一些数据流可以使用不同的路径，其中对于这样的数据流的相应路径可以预先确定(例如通过至少一个配置信号)或者可以由方法700确定(例如作为优化的一部分)，其中根据优化标准选择不同路径之一。例如，数据流216的重复传输可以由路径226传输，也可以通过路径232传输。

在方法步骤726处，基于通过电信网络100或102的路径222、224、226、227、228或232的比较确定多个共享传输链路120，其中共享传输链路126、130、136、144、146中的每一个是至少两个路径的一部分。

在方法步骤740处，基于数值优化迭代地确定多个数据流210中的每个数据流的相应重复传输的相应阶段，其中数值优化使用混合整数线性规划来实现。数值优化具有目标函数，该目标函数包括至少一个指示多个数据流的两个或更多个重复传输之间干扰的值。此外，数值优化考虑到作为上限的最坏情况到达时间、最坏情况延迟和最坏情况合计总行进时间，其中最坏情况到达时间主要地被优化(例如被最小化)，并且(在最佳的最坏情况到达时间的阶段的优化值内)最坏情况延迟以及然后最坏情况合计总行进时间被优化(例如被最小化)。因此，指示干扰的至少一个值是基于多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的最坏情况到达时间的。此外，目标函数包括基于多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的最坏情况延迟的第一另外的值。此外，目标函数还包括基于合计总行进时间的第二另外的值，该合计总行进时间是多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的总行进时间的每个值的集合。在一些有利的修改中，数值优化至少考虑了最坏情况到达时间作为上限，其中指示干扰的至少一个值是基于多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的最坏情况到达时间和合计总行进时间的加权平均值。此外，例如，针对优化最坏情况场景的数值优化，评估目标函数，并且针对预定数量的传输周期相应地确定至少一个值以及第一另外的值以及第二另外的值，其中(由于重复率是2的整数次方)预定数量是通过选择重复率的最大值来确定的。将重复率限制为2的整数次方，有利于使用它们的最大值作为预定数量，其中在这个预定数量之后，重复传输的整体传输是循环的。此外，与重复率不限制为2的整数次方的其他场景相比，最小公倍数是重复率的最大值有利于减少预定数量，从而减少所需的计算量。

方法步骤740包括方法步骤744、746和748，其中迭代地执行方法步骤744、746和748以进行数值优化，直到一个或多个优化标准(例如目标函数)达到(例如低于)上限中的一个、一些或全部，和/或直到达到最大迭代次数。在一些实现中，迭代和/或标准类似于参考图4给出的标准。在一些实现中，混合整数线性求解器用于数值优化，其中目标函数被提供为线性目标函数。

在一些实现中，其中例如电信网络是时间敏感的网络，具有不同优先级的消息(即特别是数据传输)同时使用相同的电信网络，并且它们的交互可以以不同的方式处理。然而，任何时间敏感的网络都必须保证诸如重复传输之类的高优先级帧/传输在它们被发送的网络周期内到达。出于这个原因，在一些这样的实现中，其他帧/数据传输(即具有较低优先级的数据传输)被抢占，使得高优先级数据流之间的干扰成为这些帧/数据传输/数据流的重复传输的延迟的主要原因之一。通过使用MILP(混合整数线性规划，Mixed IntegerLinear Programming)优化模型(例如混合整数线性规划或混合整数线性求解器)，其可用于在任何传输周期(例如在时间敏感的网络的上下文中，任何网络周期)中最小化任何高优先级数据传输(例如重复传输)的最新到达时间。MILP优化模型的优点可以特别是其解可以有助于保证所有帧/重复传输及时到达，其中，例如可以根据基于MILP优化模型确定的相应阶段的解来实现确定性调度。通过该解可以提供有效的阶段分配，从而为其他流类型或数据传输(例如具有较低优先级的数据传输)保留更多的网络容量，例如带宽。此外，MILP求解器(例如混合整数线性求解器，mixed integer linear solver)的优点可能特别是，诸如求解器可以保证找到最优解；因此，一方面，当基于数值优化(即通过混合整数线性规划/混合整数线性求解器)针对线性目标函数确定阶段时，这些阶段被保证是最优的，而另一方面，如果没有找到解或一个或多个上限不能满足，也保证没有解、例如没有阶段分配(给定的重复率、网络拓扑结构等)来满足上限和/或足够的相应阶段，这可以例如有助于采取适当的行动，例如增加网络容量。此外，MILP求解器的优点可以特别是与一般非线性求解器相比更有效，由此方法700或其至少一部分，例如数值优化，可以在计算资源有限的设备上执行，例如网关节点或网络控制器的一些实施例。

在方法步骤744，确定多个数据流210中的每个数据流的相应重复传输的相应总行进时间，其中相应的总行进时间取决于沿着相应路径222、224、226、227和228或232遇到的一个或多个传输延迟；并且取决于多个数据流210的相应重复传输和其他重复传输之间的干扰。此外，最坏情况到达时间是通过选择相应总行进时间中的每个总行进时间的最大值并且通过在预定数量的传输周期中选择最大值来确定的，该相应总行进时间包括在相应的发起者节点112、114、116、118处的干扰。

在方法步骤746处，最坏情况延迟是通过选择相应总行进时间中的每个总行进时间的最大值来确定的，该相应总行进时间不包括在相应传输节点116处的干扰并且在预定数量的传输周期中。

因此，如参考图1和图2所示，数据流216和217的重复传输已经在传输链路126处或已经在发起者节点116处发生干扰，并且因此，通过该干扰，相应总行进时间和最坏情况到达时间增加；然而，由于这些重复传输中的一个不能在另一个已经传输之前传输，所以相对于它被传输的时间点，它不会被该干扰延迟，例如通过该干扰，相应的最坏情况延迟不会增加。

在方法步骤748处，确定最坏情况合计总行进时间，方式是针对每个数据流，通过对相应传输周期的总行进时间求和来确定每个传输周期的相应的合计总行进时间，然后选择相应传输周期的相应的合计总行进时间(其中相应的合计总行进时间具有最大值)作为最坏情况合计总行进时间。

在方法条件712处，确定(例如在具有电信网络102的场景中，该电信网络不具有树型拓扑结构和/或具有环路234)是否可以为多个数据流中的一个数据流选择进一步的路径。如果是这种情况，用<y>表示，则方法700在方法步骤724处继续。否则，用<n>表示，方法700在方法条件714继续。

因此，例如参考图2和图3，当在方法步骤724处继续该方法以进行进一步迭代时，对于数据流216，可以选择路径232作为进一步的路径(例如，代替路径226，该路径226可以在数据流216的第一迭代中已经被选择了)。由此，可以减少链路节点182或传输链路144处的干扰，但链路节点184/传输链路146处的干扰仍然存在。对于传输链路144具有比传输链路146更低的带宽并且因此关于数据流214和216的重复传输是瓶颈的场景，经由路径232的路由可能是有益的，并且例如减少最坏情况到达时间。

在方法条件714处，确定数值优化是否未能满足上限中的至少一个，其中从数值优化中选择的阶段(其中选择的路径导致至少一个值的最低值)可能是第一另外的值，并且可能是第二另外的值。如果数值优化不能满足至少一个上限，用<y>表示，则执行方法步骤758。否则用<n>表示，执行方法步骤750。

在方法步骤758处，向例如一个或多个发起者节点提供警告信号。

在方法步骤750处，调度多个数据流210中的每个数据流的相应重复传输，其中相应重复传输在与相应阶段相关联的传输周期开始。

此外，在一些进一步的修改中，方法400可以与方法700相结合。在一些实现中，方法400可以包括方法步骤730。在一些实现中，方法400可以包括方法步骤720、722、724和726以及方法条件712(例如用于选择一个或多个进一步的路径并且通过选择路径来进一步优化)。在一些实现中，方法400可以包括方法条件714和方法步骤758(例如用于提供警告信号)。在一些实现中，方法700可以实现类似于方法步骤450的方法步骤750(例如，用于通过向发起者节点提供调度信号来调度重复传输。

在一些实现中，目标函数被提供为线性目标函数，并且基于以下内容执行数值优化：

对于每个数据流的相应阶段，定义二进制变量。这可以是二进制值的数组，并且可以基于类似于AMPL(数学编程语言，参见https://en.wikipedia.org/wiki/AMPL)的伪代码来描述。

var streamToPhase{stream in streams()，rr in 0..stream.rr()-1}binary；

由于每个数据流或更具体地是每个数据流的相应重复传输恰好具有一个阶段，根据该阶段来发送它们，可以在伪码中定义约束。

choose_one_phase_per_stream{stream in streams()}：sum{rr in0..stream.rr()-1}streamtophase[stream,rr]＝1；

此外，对不同数据流和阶段的交互作用(例如取决于重复率和阶段的数据流的重复传输之间的干扰)进行建模。为此，建立持有流的最坏情况延迟的变量，该最坏情况延迟可能是由于被其他数据流延迟而导致的。最坏情况延迟取决于重复传输的大小(例如帧大小)并且被计算为与相应数据流共享至少一个传输链路并且被分配到相同阶段的数据流的所有帧大小的总和。

var DelayCausedByInterferingStreams{stream in streams()}>＝0；

define_delay_caused_by_InterferingStreams{stream in streams(),rr in0..stream.RR()-1}:

streamToPhase[stream,rr]＝1->DelayCausedByInterferingStreams[stream]>＝sum{intersecting_idx in intersectingStreams(stream)}

(sum{other_rr in 0..stream(intersecting_idx).RR()-1:other_rr modstream.RR()＝rr mod stream(intersecting_idx).RR()}

streamToPhase[stream(intersecting_idx)][other_rr])*

stream(intersecting_idx).interferenceDelay()；

除了如上所述所考虑的干扰之外，相应总行进时间和最坏情况到达时间还取决于沿着相应路径遇到的一个或多个传输延迟，例如在电缆上的传输延迟或通过链路节点的传输延迟或通过网桥的传输延迟。所有的延迟可以加起来，以确定总行进时间。可以通过定义以下变量和约束来考虑这一点。

var streamDelay{stream in streams()}>＝0；

var maxStreamDelay>＝0；

subject to defind_stream_delay{stream in streams()}:

streamDelay[stream]>＝DelayCausedByInterferingStreams[stream]+

phaseIndependentDelay(stream)；

subject to define_max_interference{stream in streams()}:

maxStreamDelay>＝streamDelay[stream]；

最后，确定并优化最坏情况到达时间，最坏情况到达时间在数据流之一的重复传输的最大延迟中。在伪代码中，这可以通过以下方式执行：

minimize worst_case:maxStreamDelay；

上面结合伪码描述的这种实现不依赖于重复率/缩减率是2的整数次方。因此，这样的实现也可以用于更一般的实施例和/或用于在方法400的方法步骤440处通过数值优化的至少一个优化。

在一些实现中，其中重复率是2的整数次方，目标函数被提供为线性目标函数，并且基于以下结合类似于AMPL(数学编程语言，例如参见https://en.wikipedia.org/wiki/AMPL)的伪代码所描述的来执行数值优化：

利用重复率是2的整数次方的优势，可以由以下变量定义阶段，这些变量使用二进制表示：

via streamToPhaseInBin{stream in streams()，rr in 0..stream.log2rr()-1}binary；

例如，具有重复率RR＝8的数据流t可以具有需要对应于20、2¹和2²的三个二进制变量的二进制表示。当为该流分配Ph＝7(或Ph_initial＝7)的(初始)阶段时，二进制变量将被设置为

streamToPhaseInBin[t,i]＝1for i＝0,1,2

-例如(因为7＝2^0+2^1+2^2)。

此外，如果具有较小重复率的两个数据流中的一个数据流的二进制变量(如上面定义的)与两个数据流中的另一个数据流的对应二进制变量相同，则两个数据流可能在相同的传输周期中发送。例如，当两个数据流中的一个是数据流t，而另一个是数据流s，其中数据流s具有重复率RR＝4，并且阶段为3时，数据流s的二进制变量将被设置为

streamToPhaseInBin[s,i]＝1for i＝0,1

-例如(因为3＝2^0+2^1)。因此，当数据流t和s共享传输链路时，它们可能在传输链路(即共享传输链路)处在传输周期7(和15，23，…)发生干扰。

虽然在上述实现中不要求重复率为2的整数次方，但由于面分配的表示(即，通过“var streamToPhase”)和帧大小的总和，仅在共享传输链路上发生的干扰已经被考虑在内，在这里概述并且要求重复率是2的整数次方的实现中，在共享传输链路处的获取上的干扰被以下伪码考虑在内：

var phaseBinaryDiffNonNegative{stream in streams(),otherstream_idx inintersectingStreams(stream)}binary；

var phaseBinaryDiffNonPositive{stream in streams(),otherstream_idx inintersectingStreams(stream)}binary；

因此，基于以下可定义边界条件的伪代码，如果差值小于或等于0，则变量“phaseBinaryDiffNonPositive”，即特别是针对(数据)流中的每个(数据)流以及针对共享传输链路或合并传输链路的流中的每个另外的流的相应的二进制变量(例如，由边界条件设置为)大于0。

checkPhaseBinaryDiff1{stream in streams(),otherstream_idx inintersectingStreams(stream)}:

sum{i in 0..min(stream.log2RR(),stream(otherstream_idx).log2RR())-1}(streamToPhaseInBin[stream,i]-streamToPhaseInBin[stream(otherstream_idx),i])*2^i+stream.RR()*phaseBinaryDiffNonPOsitive[stream,otherstream_idx]>＝1；

同样，基于下面的伪代码(其可以定义边界条件)，如果差值大于或等于0，则变量“phaseBinaryDiffNonNegative”大于0。

checkPhaseBinaryDiff2{stream in streams(),otherstream_idx in

intersectingStreams(stream)}:

sum{i in 0..min(stream.log2RR(),stream(otherstream_idx).log2RR())-1}(streamToPhaseInBin[stream,i]-streamToPhaseInBin[stream(otherstream_idx),i])*2^i-stream.RR()*phaseBinaryDiffNonNegative[stream,otherstream_idx]<＝-1；

基于此，基于以下伪码确定干扰数据流：

var streamsInterfere{stream in streams(),otherstream_idxinintersectingStreams(stream)}binary；

compute_intersection_in_phase{stream in streams(),otherstream_idxinintersectingStreams(stream)}:

streamsInterfere[stream,otherstream_idx]>＝phaseBinaryDiffNonPOsitive[stream,otherstream_idx]+phaseBinaryDiffNonNegative[stream,otherstream_idx]-1；

最后，构造了与上面给出的模型相似的线性模型，并进行最小化。

这些要求重复率为2的整数次方的实现的优点特别是，与上面给出的更一般的实现相比，可以减少变量的数量，特别是二进制变量的数量。例如，上面给出的更一般的实现的“streamToPhase”的变量的数量必须等于重复率的最大值乘以数据流的数量(即(数据流的数量)*max(重复率))，对于要求重复率为2的整数次方的实现(由于是二进制表示)，“streamToPhaseInBin”的变量的数量是以重复率的最大值的2为基数的对数(仍然)乘以数据流的数量(即(数据流的数量)*log2(max(重复率)))。因此，例如，上面给出的更一般的实现随着重复率线性缩放(例如，随着最大重复率线性缩放)，而(更复杂的)实现(要求重复率为2的整数次方)以对数方式缩放。因此，更复杂的实现在计算上更有效率，例如当使用具有更高值的重复率时(例如，重复率大于或等于32或512)。当例如只使用具有较低值(例如10以下的值)的重复率时，更一般的实现可能有益地更有效率，因为仅发生在共享传输链路上的干扰的约束不必作为附加约束来计算。

类似于上面给出的最小化最坏情况到达时间的实现，最坏情况延迟可以通过确定在共享传输链路和节点(除了相应的发起者节点)处发生的干扰来优化。

在图8中示意性示出了根据本发明实施例的网关节点800。

在示例性实施例中，网关节点800包括数据处理设备840、适于存储和检索电信网络的拓扑数据的拓扑数据库842、适于向电信网络提供时间同步信号的时钟装置850、以及包括网络端口812、814、816的多个网络端口810。多个网络端口810的网络端口分别适于通过传输链路(例如，多个传输链路120之一)在电信网络的节点(例如发起者节点112、114、116或118之一)和网关节点800之间建立数据连接。

此外，网关节点800适于借助数据处理设备840执行方法700。

在一些实现中，网络调度设备300和/或网关节点800是中央网络控制器，其中中央网络控制器包括数据存储器，其针对所有数据流和/或重复率具有通过网络的所有计划的、可能的或确定的路径以及电信网络的另外的参数，例如网络拓扑结构或由于通过电缆、通过网桥、通过交换机、通过网关节点等的延迟而导致的传输延迟。

在图9中，根据本发明的实施例，又示意性地示出了另一个电信网络900，以阐明优化和对相应阶段的确定。

在示例性实施例中，电信网络900包括节点901、902、903、904、905、906、906、906、907、908、909、910、911、912、913、914、915、916、916、917、918、919、920、921、922、923、924、925、926、926、927、928、929和930。

在示例性的情况下，节点901和节点921分别是发起者节点，例如，诸如ProfinetIRT控制器的控制器设备。控制器设备901向节点902、908和930(这些节点是目的地节点902、908和930)中的每个节点发送两个消息，例如重复传输，其中目的地节点902、908和930中的每一个节点接收重复率为RR＝2的两个消息中的一个消息和重复率为RR＝4的两个消息中的另一个消息。第二控制器设备921与节点922、923和930(这些节点是目的地节点922、923和930)进行通信，并且还向每个目的地，即目的地节点922、923和930，发送一个RR＝2的消息和一个RR＝4的消息。因此，通过控制器建立的数据流的数量是6，这意味着整个网络总共有12个。

从图9可以看出，电信网络具有树型拓扑结构。流之间的重叠(例如可能的干扰)存在于连接到控制器设备901、921(为了简洁，也称为“控制器”)的传输链路(为了简洁也被称为“链路”)中，并且还存在于从两个控制器到节点930的数据流的重叠中。该重叠在(链路)节点918和925之间的链路中开始。

多个数据流中的每个数据流由其发送者-接收者-对(即相应的始发者节点和相应的目的地节点)、其相应重复率RR和其相应路径进行定义：

Stream1:Sender＝901；Receiver＝902；RR＝2；Path＝[901 904 903 902]；

Stream2:Sender＝901；Receiver＝908；RR＝2；Path＝[901 904 905 906 907908]；

Stream3:Sender＝901；Receiver＝930；RR＝2；Path＝[901 904 910 915 918925 927 928 929 930]；

Stream4:Sender＝901；Receiver＝902；RR＝4；Path＝[901 904 903 902]；

Stream5:Sender＝901；Receiver＝908；RR＝4；Path＝[901 904 905 906 907908]；

Stream6:Sender＝901；Receiver＝930；RR＝4；Path＝[901 904 910 915 918925 927 928 929 930]；

Stream7:Sender＝921；Receiver＝922；RR＝2；Path＝[921 920 916 919 918915 917 922]；

Stream8:Sender＝921；Receiver＝923；RR＝2；Path＝[921 920 924 926 923]；

Stream9:Sender＝921；Receiver＝930；RR＝2；Path＝[921 920 919 918 925927 928 929 930]；

Stream10:Sender＝921；Receiver＝922；RR＝4；Path＝[921 920 916 919 918915 917 922]；

Stream11:Sender＝921；Receiver＝923；RR＝4；Path＝[921 920 924 926 923]；

Stream12:Sender＝921；Receiver＝930；RR＝4；Path＝[921 920 919 918 925927 928 929 930]；

共享传输链路可以由矩阵表示，该矩阵针对多个数据流中的每个数据流具有列，针对每个传输链路在一行中，其中每个传输链路由第一链路节点(链路开始)和第二链路节点(链路结束)指示，其中第一和第二链路节点通过相应的传输链路来数据连接。因此，可以通过首先识别包含在所有流的路径中的链路，然后指示共享这些链路的流来构造矩阵M，其中如果条目的行的相应传输链路是通过网络的针对相应列的相应流的路径的一部分，则将矩阵M的条目设置为1，否则，将条目设置为零。对于图9的示例性电信网络。矩阵M可以是如下：

从矩阵M为1可以看出，链路(901至904)和(921至922)与控制器901、921相关联，并且它们中的每个由六个流使用。来自不同控制器的流之间的第一个交集发生在链路(918至925)中。因此，这三个传输链路是不同数据流合并的传输链路。因此，通过基于矩阵M比较路径，来确定多个共享传输链路。此外，基于矩阵M确定多个数据流中的至少两个数据流合并的共享传输链路。

此外，从矩阵M中提取与链路901至904、921至922和918至925中的一个链路相关联的行，并确定新的矩阵Mrelevant，其具有维数(Number_of_Relevent_Links x Number_of_Streams)，即在示例性情况下(3x12)：

1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0
												0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1
0	0	1	0	0	1	0	0	1	0	0	1

对于电信网络不具有树型拓扑结构的修改，还进一步的共享的链路节点(例如在数据流第一次合并的链路节点旁边的链路节点)可能与确定至少一个表示干扰的链路节点有关，因为数据流可以合并多次，例如在环路之后。

因此，对于具有树型拓扑结构的电信网络，至少在一些实现中，提取矩阵M的行就足够了，这些行仅反映流首次相遇和重叠的链路(假设流不会分开，然后在它们的路上再次重叠，例如由于环路)。

通过定义每个数据流的变量Ph(i)例如在示例性情况下i＝1至12来执行数据流的(初始)阶段分配。与流“j”相关联的变量Ph(j)可以取[1:RR(j)]之间的整数值，其中RR(j)是数据流“j”的重复率。因此，对于RR＝2的流，相关的Ph变量可以取值[1,2]，对于RR＝4的流，Ph的有效值为[1,2,3,4]。分配给Ph变量的值指示阶段，即发生第一次发送重复传输的传输周期。

在示例性情况下，所有流上的最大RR是4，因此确定至少一个值就足够了，该值指示干扰以及其对4个(连续)传输周期(例如，第一网络周期、第二网络周期、第三网络周期和第四网络周期)的阶段分配的依赖性。

对于初始阶段分配，每个阶段可以被设置为1，例如示例性情况Ph(i)＝1其中i＝1至12。基于初始阶段分配和重复率确定阶段分配矩阵。在示例性情况下，阶段分配矩阵可以具有以下值：

1	0	1	0
				1	0	1	0
1	0	1	0
				1	0	0	0
1	0	0	0
				1	0	0	0
1	0	1	0
				1	0	1	0
1	0	1	0
				1	0	0	0
1	0	0	0
				1	0	0	0

阶段分配矩阵的列与网络周期和阶段分配矩阵的行相关联，或者与数据流相关联。因此，在第一网络周期中，所有的数据流都被发送，例如数据流的每个重复传输都被发送(从阶段分配矩阵的第一列可以看出)。在第二网络周期和第四网络周期中不发送数据流。从阶段分配矩阵的第三列可以看出，在第三网络周期中，数据流：流1、流2和流3以及数据流：流6、流7和流8被发送。

通过将矩阵Mrelevant与阶段分配矩阵相乘，并且考虑到在来自两个不同控制器的流干扰的情况下，最大延迟等于控制器上涉及的流的最小数量，确定进一步的矩阵，该矩阵示出其条目中的重叠的数量，其中该进一步的矩阵具有等于观察到的网络周期数量的列数和等于相关传输链路数量的角色数，即在示例性情况下：

6	0	3	0
				6	0	3	0
min(2,2)	0	min(1,1)	0

在更一般的场景中，例如数据流在共享链路节点处重叠(即，特别是合并和可能干扰，来自先前传输链路的最小数量的所涉及的流可以用于进一步的矩阵中的相应条目，以便考虑到先前已经合并的数据流(例如在先前传输链路处)不会进一步相互延迟。替换地，来自相应先前共享传输链路的所涉及的数据流的相应数量上的总和可以用于进一步的矩阵中的相应条目，其中来自先前传输链路之一的所涉及的流的最小数量或替换地，来自先前传输链路之一的所涉及的流的最大数量从总和中被减去。

通过在行上分配，可以确定每个网络周期的总干扰，即在示例性情况下：

14

0

7

0

可以看出，对于初始阶段排列，干扰在网络周期上存在负荷。

通过优化阶段分配，可以减少共享传输链路处的干扰和/或总干扰。通过执行上述数值优化或组合优化，为数据流确定以下阶段：Ph(1)＝2，Ph(2)＝1，Ph(3)＝1，Ph(4)＝3，Ph(5)＝2，Ph(6)＝3，Ph(7)＝2，Ph(8)＝1，Ph(9)＝2，Ph(10)＝4，Ph(11)＝2，Ph(12)＝4。

因此，在优化之后，阶段分配矩阵具有以下值：

0	1	0	1
				1	0	1	0
1	0	1	0
				0	0	1	0
0	1	0	0
				0	0	1	0
0	1	0	1
				1	0	1	0
0	1	0	1
				0	0	0	1
0	1	0	0
				0	0	0	1

此外，以下值的进一步的矩阵：

2	2	4	1
				1	3	1	4
0	0	0	0

可以看出，在(相关的)共享链路节点918至925处没有发生(进一步的)干扰，因为在优化之后，由于优化的阶段分配，来自发起者节点901的重复传输和来自发起者节点921的重复传输从不在同一网络周期内发送到目的地节点930。因此，为了找到实际的最坏情况干扰，第三行中的条目被设置为零。因此，在所有共享链路和所有网络周期上的最大值，即最坏情况干扰，是4。值得注意的是，此外，当通过对所涉及的数据流求和并减去来自先前共享传输链路的数据流的最大或最小数量来确定第三行的值时，将导致所有值为零，因为在网络周期1中，只有流3被发送到目的地节点930(因此不会发生干扰)，在网络周期2中，只有流9被发送到目的地节点930(因此不发生干扰)，在网络周期3中，流3和流6被发送到目的地节点930(因此干扰已经在发起者节点901或至少在传输链路901至904处发生，并且该干扰计数，即从所有涉及的流/所有涉及的流的计数的总和中减去计数1，即1-1＝0)，同样地，在网络周期4中，流9和流12被发送到目的地节点930(因此它们之间的干扰发生在先前的节点或链路处，即在发起者节点921或至少在传输链路921至920处)。

最后，总干扰确定为

3

5

并且可以看到，发生的干扰现在在网络周期中分布得更加均匀。

如图6中所示，其中传输周期沿时间轴550布置，在一些进一步的修改中，多个数据流的重复传输在每个传输周期531、532、533、534内相对于开始时间彼此移动，开始时间551、552、553、554指示在相应传输周期内数据传输的开始。在一些进一步的修改中，网络调度设备300和/或网关节点800包括时间感知整形器，其适于在至少一个传输周期内移动重复传输。由此，可进一步减轻重复传输之间的干扰，从而可以(进一步)减少例如最坏情况到达时间。在一些进一步的实现中，电信网络的节点或至少链路节点或至少共享链路节点可以分别包括时间感知整形器。通过基于由至少一个优化/数值优化确定的阶段分配与时间感知整形器相结合来调度重复传输，数据流的重复传输的传输的可靠性可以(进一步)增强(例如，由于基于阶段分配的确定性调度，即使在一个传输周期内移动重复传输时，也能保证满足某些上限)，同时协同地增加通过电信网络的吞吐量，或者协同地(进一步)减少最坏情况到达时间或合计总行进时间或最坏情况延迟。

附加地或可选地，在一些示例性实施例中，例如，为了进一步减轻干扰和/或减少最坏情况到达时间，例如低于诸如调度约束的阈值，确定传输顺序，其中，根据传输顺序，在与至少一个阶段相关联的传输周期内，由至少一个发起者节点发送来自电信网络的至少一个发起者节点的用于至少一个阶段的重复传输。

因此，在一些实现中，在方法400或700的进一步的方法步骤中，确定在每个发起者节点处和在每个阶段内发送重复传输的相应传输顺序。

在一些实现中，在为多个数据流中的每个数据流分配阶段之后，确定最终传输顺序，并将其用作调度的传输顺序。在一些进一步的实现中，先前确定的传输顺序被用作重复传输在阶段上的分布的初步传输顺序。在一些进一步的实现中，在阶段分配之后，至少基于重复传输在阶段上的分布(例如阶段分配)来确定(最终)传输顺序。此外，在一些进一步的修改中，最终传输顺序的确定可以独立于初步传输顺序，例如初步传输顺序不作为用于确定最终传输顺序的输入，然而，例如由于在阶段分配期间考虑到初步传输顺序，可能会产生一些(间接)依赖性。

在一些实现中，其中在对多个数据流中的每个数据流分配阶段之后确定(最终)传输顺序，基于比较函数，通过排序确定至少一个发起者节点和至少一个阶段的传输顺序，比较函数考虑了在至少一个阶段内由至少一个发起者节点调度用于传输的每个重复传输的最坏情况到达时间。同样地，可以为电信网络100的每个发起者节点确定相应的传输顺序。

例如，(重复)传输的到达时间(即相对于传输的阶段开始的时间，其中传输的最后一个比特到达相应的目的地节点)可以取决于以下内容：

1)其开始时间(相对于网络周期开始的偏移)；

2)其长度(重复传输的长度/数据量)；

3)由链路组成的路径(例如电缆)和其他网络节点(例如网桥)；

4)传输速度/带宽(可能因网络而异)；

5)相应的电缆延迟和桥接延迟(BDs)；

6)网桥中相应的转发机制(存储和转发(S&F)、直通、…)；

7)网桥中相应的流量整形器；

8)其重复率大于1(RR>1)时的阶段分配；

9)其与多个数据流中的其他高优先级流/流的干扰，这些流例如共享网桥的相同的输出端口但已经到达不同的端口(或起源于该网桥，而我们感兴趣的传输不是)和/或例如共享网络链路，即其中它们的路径具有共享的网络链路，例如由于在网桥上具有相同的输出端口；

10)它对不同优先级的流的干扰，例如对低优先级帧的干扰，例如如果没有(充分)抢占。

例如，为了估计帧的到达时间，必须处理不同延迟变量的不确定性，例如桥接延迟、干扰延迟等。因此，可以计算这些变量的最坏情况影响，并且对(重复)传输沿着其从其发起者节点到其目的地节点的路径经历的延迟进行保守估计。

对于这种(最坏情况)估计，例如可以作出以下假设：

1)所有网桥/另外的网络节点将使用延迟的直通转发机制；这是有益的，而诸如S&F的其他机制是两个“慢”的机制，并且它们还影响后面的(重复)传输，从而例如增加用于确定(最坏情况)到达时间的计算作业量；

2)如果有流量整形器，最好是严格优先级的；其他整形器的可能的实现可能会增加最坏情况延迟模型的计算作业量，因为它们使这些模型更加复杂，优化成本更高；

3)低优先级传输，例如低优先级帧，可以被抢占；

4)对其他流的可能的干扰/由干扰引起的最坏情况延迟与所有其他干扰流的重复传输的数据量之和成比例，例如，与所有其他干扰流的帧长之和成比例。这是如下事实的结果，即没有保证的最小的行进持续时间，而只有上界限；

5)在发起者节点(也被称为“通话者”)处的流按RR顺序发送，即RR＝2的所有流必须在RR＝4等的任何流之前发送。当所有RR为2的幂时，这保证了在与分配给相应数据流的阶段之一相关联的每个传输周期中可以同时发送流。

例如，在这些假设下，(重复)传输的到达时间等于传输开始时间(也被称为“发送时间”，例如从各个阶段开始的偏移，例如由传输顺序确定)、没干扰的情况下传输沿其路径的行进持续时间、以及与在不同通话者/发起者节点处发起的其他流的可能最坏情况干扰(与共享发起者节点的流的干扰被编码在传输的传输开始时间中，例如通过针对各个发起者节点的传输顺序)之和。

因此，(重复)传输的最坏情况到达时间可以计算为：传输到达时间＝传输开始时间+传输行进持续时间+由干扰引起的最坏情况延迟。

在示例性实施例中，在进一步的方法步骤中，确定(最终)传输顺序，使得所有流上的(最坏情况)到达时间的最大值被最小化。基于未预料到的见解：由于来自其他发起者节点的流的干扰导致的最坏情况延迟依赖于对其他发起者节点的阶段分配，但与其他发起者节点的传输顺序无关，通过单独地/独立地最小化该组发起者节点中的每个发起者节点的相应最大/最坏情况到达时间来最小化所有流上的最大到达时间。因此，例如，对于一些实现来说可以示出，通过独立地对来自发起者节点组中的每个相应发起者节点以及针对多个阶段中的每个相应阶段的相应流进行排序，针对相应发起者节点和阶段的所有流上的最坏情况到达时间的最大值具有可能的最小值，并且由于通过来自其他发起者节点的流的干扰引起的最坏情况延迟与其他发起者节点的传输顺序无关，所以来自所有发起者节点和所有阶段的所有流上的最坏情况到达时间的最大值具有其可能的最小值。

下面给出了实现和证明：

注意，在不同的通话者处发送的流之间的最坏情况干扰仅由阶段分配确定。此外，阶段分配还决定了节点处的流量和队列大小限制是否得到满足。因此，可以假设每个流s都具有固定的值v(s)，它代表了不能被影响的延迟，如网络中的行进时间(例如行进持续时间)和由先前选择(路径和阶段分配)产生的干扰。

v(s)＝d_const(s)+fixedInterTalkerInterference (s)

等式：定义v(s)

现在，简单地看一下流的最坏情况到达时间的定义，就会发现流调度只能影响帧在一个通话者上的发送时间。因此，在每个通话者处的帧调度(例如多个数据流的传输调度)是一个独立的问题，并且在一个通话者处考虑该问题就足够了。现在，我们希望调度帧，使所有流上的最大的最坏情况(最后一比特)到达时间最小，同时遵守具有较小缩减率的流首先发送的约束。形式上，帧调度问题/流调度问题可以表述如下。

流调度问题(STREAM SCHEDULING PROBLEM，SSP)

输入：从一个通话者发送的一组流S(t)，值函数

阶段分配

s.t.p(s)∈[RR(s)-1]

输出：部分顺序<S(t)上的，使得

i.s<s′或者

即两个流s和s′是可比的，如果当且仅有一个流延迟了另一个流的发送时间时。

ii.如果RR(s)<RR(s′)，则s<s′，即具有较小RRs的流被优先调度，

iii.mas_s∈s(t)∑_{s′∈S(t):s′≤s}f(s′)+v(s)被最小化，其中例如f(s′)是s′的传输持续时间和可能的偏移，例如用于提供连续传输之间的间隙。

首先，注意如上面等式所定义的v(s)，(iii)如果以由部分顺序输出所定义的顺序发送流，则精确对应于最大到达时间，因为∑_s′＜sf(s′)是s的发送时间，例如数据流s的重复传输的传输开始时间。因此，SSP的解决方案提供了用于调度帧/调度重复传输的最优方案。

现在表明，与几乎所有阶段分配问题的变型相比，对于给定的固定阶段分配，例如先前确定的阶段分配，可以非常有效地找到最优的流调度，因为可以通过排序来解决SSP。

定理：流调度问题(STREAM SCHEDULING PROBLEM)可以在时间上得到最优解O(nlog(n))。

证明：表明可以通过反复求解标准调度问题来求解SSP。考虑(1|(d_j)|L_max)。在[Graham,R.L.；Lawler,E.L.；Lenstra,J.K.；Rinnoy Kan,A.H.G.(1979)，“确定性排序和调度中的优化和近似：一项调查(Optimization and Approximation in DeterministicSequencing and Scheduling:a Survey)”，北约系统科学小组和离散优化研讨会的离散优化和系统应用高级研究会议记录，Elsevier，第(5)287-326页中介绍的标准调度标记法中描述了以最小化最大迟到为目标的单机调度问题。

在调度理论中，给出了一组机器，它们可以一次处理一个作业，也可以处理具有持续时间的作业，还可以处理不同属性和边界约束的作业。目标是调度机器上的所有作业，以满足所有约束条件，并优化某个目标函数。在这种情况下，仅有一台机器。作业j的迟到l(j)被定义为j的完成时间与其到期日d_j之间的差值。最大迟到L_max是所有作业的最大迟到。由于目标函数要求存在到期日，它们在符号中经常被省略，即(1‖L_max)也是一种可能的描述。

这个问题可以通过应用最早到期日规则(Earliest Due Date Rule，EDD)作为Lawler算法的一个特例来有效解决[Lawler(1973)：受优先权约束的单机最佳排序(Optimal Sequencing of a single machine subject to precedence constraints)，管理科学19,544-546]。Lawler算法的正确性意味着，根据作业的到期日对作业进行调度，可以使最大迟到最小化。

现在，解释如何以这种方式制定SSP，因此，例如如何将EDD应用于用于调度多个数据流的传输的技术解决方案。以递增的顺序并且针对阶段上的每个RR来迭代RR，并且考虑具有固定阶段p的S^R(t)中的所有流，这个组被称为S^R(t,p)。每个流s∈S^R(t.p)对应于具有持续时间f(s)的作业j(s)。所有作业都可以在时间0处进行调度。然后，确定了到期日

数学要求：根据上面定义的d(s)，如果按照由调度指示的顺序发送流，则流的迟到是它(最后一个比特)的到达时间。

让作业j₀,…,j_n按最优调度来排序，并且s₀,…,s_n是相应的流。在当前的调度问题中，作业的完成时间是所有先前调度的作业持续时间和作业本身持续时间的总和。因此，作业j_i的迟到是

根据定义，这是s_i的到达时间。

数学要求直接意味着，对于每个RR，将最大到达时间最小化。不同RR的流对发送时间的影响仅由阶段分配决定，而不是由排序决定。因此，每个RR和阶段内的最大到达时间的最小化足以使其全局最小化。

事实上，对于具有至少一个“最后流(即不延迟任何其他流的发送的流)”的RR，将到达时间最小化就足够了，以便将通话者处的最大到达时间最小化。然而，我们也对尽可能节约资源的解决方案感兴趣。由于调度每个RR使最终结果在网络资源方面更加效率，并且一次排序不使用太多计算资源，因此额外的努力似乎是值得的。

要对所有RR和阶段应用EDD，只需对S(t)进行一次排序：按RR，在每个RR中按阶段，在每个阶段中按到期日。所需的部分顺序是隐式的，可以使用该顺序计算发送时间。因为排序采用

所以证明就结束了。

Q.E.D.

因此，有益的是，运行时间范围指的是如上所述的问题，而不是输入数据的生成。因此，一旦输入数据可用(通常是在阶段分配/阶段分配之后的情况)，我们只是表明可以通过排序算法来执行行进持续时间的最小化，对于在诸如网络调度设备的机器上的实际运行时间来说，排序算法是非常有效的。

从上述内容可以得出以下结论。

根据一些实施例，使用混合整数线性规划来实现数值优化。这可能有益地允许保证数值优化的结果(即所确定的阶段)具有最佳值。此外，这可有利地促进以计算高效的方式确定阶段和/或有助于减少确定阶段所需的能量的量，由此，例如在工业环境中，可减少冷却要求。例如，当执行该方法以调度制造过程的重复传输并且该制造过程导致了空气中的颗粒、如灰尘时，可能有利于以被动的方式冷却执行该方法的设备或至少限制通过该设备的气流。

根据一些实施例，数值优化由电信网络的网络调度设备、网关节点或网络控制器执行。由网络调度设备、网关节点或网络控制器执行该方法的优点可以特别是，这些可以与电信网络集成，从而例如可以增加调度的可靠性。此外，通过与网关节点一起执行该方法，通过在诸如网络端口的一个或多个通信接口上接收数据传输，并根据调度通过网关节点将数据传输路由到通信接口之一，网关节点可以有益地调度数据传输、例如重复传输。此外，将由网络调度设备、网关节点或网络控制器执行该方法与使用混合整数线性规划或混合整数线性求解器实现数值优化相结合，可以协同地促进对传输的调度和/或协同地允许减少对于网络调度设备/网关节点/网络控制器的关于计算能力和/或冷却的要求。此外，通过混合整数线性规划/求解器调度，与其他优化技术相比，可以促进更高数量的传输。此外，在计算能力有限的情况下，混合整数线性规划/求解器可以促进满足某些时间约束和/或促进实时调度和/或调度的实时改变(例如对于其他重复率和/或其他发起者节点或目的地节点)。

根据一些实施例，对于至少一个阶段，多个数据流的相应数据流的相应重复传输的至少一组重复传输来自至少一个发起者节点，其中至少一个发起者节点适于在与至少一个阶段相关联的传输周期内根据它们的相应阶段和相应重复率来传输至少一组重复传输中的重复传输，其中在这些传输周期中的每一个传输周期内的传输顺序由至少一组重复传输的传输顺序确定。此外，该方法还包括，在为多个数据流中的每个数据流确定相应阶段之后，通过基于考虑了相应重复传输的相应最坏情况到达时间的比较函数对至少一组重复传输中的每个重复传输进行排序，来确定至少一组重复传输的传输顺序。

根据一些实施例，在向多个数据流中的每个数据流分配阶段之后，基于对多个数据流中的每个数据流的阶段分配，确定针对至少一个发起者节点和针对至少一个阶段的至少一组重复传输的传输顺序。

根据一些实施例，例如通过发送到至少一个或所有发起者节点的调度信号，调度每个数据流的相应重复传输，其中相应重复传输在分配给相应数据流的相应阶段开始，并且在等于相应重复率的多个阶段之后重复地传输。

在一些实施例中，其中调度每个数据流的相应重复传输，以便在分配给相应数据流的相应阶段开始，并且在等于相应重复率的阶段的数量之后重复传输，在每个阶段内，根据传输顺序来传输来自相同发起者节点的重复传输。

在一些实施例中，其中根据传输顺序来发送来自相同发起者节点的重复传输，该方法包括：例如在向多个数据流中的每个数据流分配阶段之后和/或在调度每个数据流的相应重复传输之前，基于向多个数据流中的每个数据流分配阶段来确定针对至少一个发起者节点和针对至少一个阶段的传输顺序。

在一些实施例中，其中来自同一发起者节点的重复传输是根据传输顺序传输的，该方法包括：例如在向多个数据流中的每个数据流分配阶段之后和/或在调度数据流中的每个数据流的相应重复传输之前，通过排序(例如，借助排序算法)，基于比较函数，例如针对在与至少一个阶段相关联的每个传输周期内由至少一个发起者节点的传输，确定针对至少一个发起者节点和至少一个阶段的传输顺序，该比较函数考虑了在至少一个阶段内由至少一个发起者节点调度用于传输的重复传输的最坏情况到达时间。

在一些实施例中，其中为了确定针对发起者节点组中的至少一个发起者节点和针对多个阶段中的至少一个阶段的重复传输的传输顺序，考虑了重复传输的最坏情况到达时间，重复传输中的当前传输的最坏情况到达时间基于对多个数据流中的每个数据流的阶段的分配以及基于被调度用于在当前传输之前的传输的重复传输中的其他传输的传输顺序来确定，但是例如独立于针对其他发起者节点和/或针对其他阶段的可能的进一步传输顺序。

在一些实施例中，其中为至少一个发起者节点和至少一个阶段确定至少一组重复传输的传输顺序，该至少一组重复传输中的每个相应重复传输来自于源自至少一个发起者节点的相应数据流，其中至少一个阶段已经被分配到相应数据流或另一个阶段已经被分配到相应数据流，使得另一个阶段的数量和相应重复传输的相应重复率的整数倍等于该至少一个阶段的数量。

在一些实施例中，其中针对至少一个发起者节点和至少一个阶段确定传输顺序(例如至少一组重复传输的传输顺序)，传输顺序的确定考虑到顺序标准，例如重复传输(例如，由被调度用于传输的重复传输组成的至少一组重复传输)的最坏情况到达时间，该重复传输被调度用于由至少一个发起者节点在至少一个阶段内根据其阶段分配和重复率发送。

在一些实施例中，其中确定针对至少一个发起者节点和至少一个阶段的至少一组重复传输的传输顺序，传输顺序的确定包括(例如由其执行)：通过考虑相应的顺序标准(例如，至少一组重复传输中的每个重复传输的相应最坏情况到达时间)对至少一组重复传输进行排序。

根据一些实施例，(相应的)顺序标准是与最坏情况估计(例如最坏情况到达时间)相关的标准。这可以有利地允许基于阶段分配确定针对发起者节点和阶段的传输顺序(例如考虑到这样的顺序标准)，但独立于其他阶段和/或独立于针对其他发起者节点的可能的传输顺序。

在本申请的含义内，“最坏情况”至少可以指对场景的估计，其中从一个或多个可能性、例如场景的实现中选择最坏的可能性。通过这样的估计，可以有利地保证，如果在最坏情况下满足条件或约束，则在该场景的所有其他可能实现中也将满足该条件或约束。例如，对于由干扰引起的最坏情况延迟，相应传输与最终可能干扰的任何其他传输(任何其他传输例如在相同阶段内传输并且与相应的节点共享至少一个链路或节点)的每一个可能的干扰被考虑，例如进行累加。同样地，(重复)传输的最坏情况到达时间，例如传输到达时间，可以被计算为传输开始时间和传输行进持续时间以及由干扰引起的最坏情况延迟的总和，其中通常传输开始时间被(预先)确定(例如由传输顺序确定)，并且由于通过电信网络的(预先)确定的路径，传输行进持续时间是固定的，因此只有一种可能性和/或总是表示/实现最佳和最坏情况。在传输可以沿着至少两个路径传输的情况下，即对于传输行进持续时间，也可以使用最坏情况传输行进持续时间，即至少两个路径中导致更长行进持续时间的路径。因此，数据流的(重复)传输的最坏情况到达时间也可以被称为“最大到达时间”，因为最坏情况到达时间是(重复)传输的所有可能的到达时间中的最大值，例如对于给定的阶段，考虑任何可能的干扰，而在导致另一个可能到达时间的其他实现中，与其他传输的一些干扰可能不会发生。此外，“最大到达时间”也可以指所有(数据)流上的最大到达时间，例如来自发起者节点组中的一个或一些或全部发起者节点，其中所有这些流的最大到达时间是这些数据流的每个(重复)传输的每个最大/最坏情况到达时间的最大值，并且可能是多个阶段的所有阶段上的最大/最坏情况到达时间的最大值，或者分别地，是关于多个阶段中的一个阶段的最大/最坏情况到达时间的最大值。

在一些实施例中，其中通过排序确定至少一组重复传输的传输顺序，排序例如包括排序、由排序组成或通过排序执行并且例如借助排序算法，排序基于比较函数，该比较函数考虑了相应顺序标准、例如至少一组重复传输中的每个重复传输的相应最坏情况到达时间。

根据一些实施例，该方法还包括接收指示多个数据流的重复传输的重复率的至少一个配置信号。

根据一些实施例，至少一个值基于多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的相应总行进时间。

在一些实施例中，其中至少一个值基于相应总行进时间，数值优化的目标函数还包括合计总行进时间，其中合计总行进时间是总行进时间的每个值的集合。在一些实现中，通过对总行进时间的每个值求和来确定合计总行进时间，例如，通过对每个数据流的每个相应总行进时间求和来确定总行进时间。这可以有益地允许(也)优化合计总行进时间，该合计总行进时间可以是由数据流引起的电信网络负荷的指示符。

在一些实施例中，其中至少一个值基于相应总行进时间，数值优化考虑从如下的组中选择的一个或多个上限，该组包括最坏情况行进时间、最坏情况到达时间、最坏情况延迟和最坏情况合计总行进时间。这可能有利于确保某些要求得到满足。例如，当基于由该方法提供的调度来控制制造过程时，可能要求每个重复传输在一个传输周期内以其目的地节点为特征，例如以确保制造过程的正确的反馈循环。

根据一些实施例，相应总行进时间取决于沿着相应路径遇到的一个或多个传输延迟，并且取决于多个数据流的相应重复传输和其他重复传输之间的干扰。在一些实现中，一个或多个传输延迟包括在网络的电缆、网络的网桥、网络的交换机处遇到的延迟和/或由传输介质引起的进一步延迟。在一些实现中，通过对沿着相应路径遇到的所有的一个或多个传输延迟求和，以及进一步对多个数据流的相应重复传输和其他重复传输之间的干扰求和，来确定针对每个数据流的相应总行进时间。在一些进一步的实现中，当对该干扰求和时，对于发生在相应重复传输和其他重复传输之间的每个干扰，确定相应重复传输的数据大小和其他相应重复传输的数据大小，其中对于每个共享链路节点，所有数据大小都被相加。在一些进一步的修改中，当将所有数据大小相加时，只考虑与在相应共享链路节点合并的数据流相关联的这些数据大小。此外，在一些进一步的修改中，不考虑先前传输链路的数据大小，对于先前传输链路，一些合并数据流被传输，其中这些数据大小的总和与来自其他先前传输链路的数据大小相比具有最大值或最小值。这可以有利地允许仅当数据流合并时才考虑它们之间的干扰，因为例如，在合并之后，这些数据流不会进一步相互干扰，而是将例如被布置成使得状态流的重复传输中的一个在另一个的重复传输之前被传输，从而(进一步)减轻干扰。

在一些实施例中，其中数值优化考虑一个或多个上限，最坏情况到达时间由包括在相应发起者节点处的干扰的相应总行进时间中的每个总行进时间的最大值来确定。

一些实施例中，其中数值优化考虑一个或多个上限，最坏情况延迟由不包括在相应传输节点处的干扰的相应总行进时间中的每个总行进时间的最大值来确定。

一些实施例中，其中数值优化考虑一个或多个上限，该方法还包括如果数值优化未能满足一个或多个上限中的至少一个，则选择性地提供警告信号。

根据一些实施例，数值优化包括确定指示预定数量的传输周期的干扰的至少一个值，以及最小化指示跨越预定数量的传输周期的干扰的值的集合。在一些实现中，通过为每个传输周期选择相应值的最大值来确定最坏情况值，例如针对最坏情况到达时间、最坏情况延迟或最坏情况行进时间或最坏情况总行进时间的值。因此，在一些实现中，通过从具有最高值的网络周期中选择到达时间来确定最坏情况到达时间。

根据一些实施例，至少一个值基于最坏情况到达时间和合计总行进时间的加权平均值，其中合计总行进时间是总行进时间的每一个值的集合。因此，最坏情况到达时间(例如与网络的可靠性相关)和合计总行进时间(例如与网络的性能和/或电信网络带宽的有效利用相关)两者都可以有益地被优化。加权平均值的优点可以特别是，虽然合计总行进时间通常具有比最坏情况到达时间更高的值(例如，当涉及多于一个数据流时)，但这可以由加权平均值来平衡。因此，在一些实现中，当计算加权平均值时，最坏情况到达时间可以具有权重，该权重大于合计总行进时间的权重，其系数为多个数据流的计数，例如针对其执行优化/被调度的数据流的数量。在一些进一步的实现中，系数可以大于计数，这可以有益地允许给最坏情况的到达时间更高的权重，从而可以提高网络的可靠性，例如，在相应的目的地节点处重复传输的传输和到达的可靠性。在一些实现中，在计算加权平均值时，可以使用一个或多个另外的值、例如针对最坏情况延迟的值。

在一些实施例中，其中至少一个值是基于加权平均值的，数值优化将最坏情况行进时间考虑为一个或多个上限中的至少一个上限。这可以有益地允许同时优化几个值，例如当确定(例如计算)加权平均值时使用的值，例如最坏情况到达时间、合计总行进时间和/或最坏情况延迟，同时确保最坏情况行进时间保持在上限以下或在上限处，由此，例如可以促进确定性调度，并且可以提高电信网络的可靠性。

根据一些实施例，多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的相应重复率是2的整数次方。此外，在一些实现中，其中针对预定数量的传输周期确定指示干扰的至少一个值，该预定数量是重复率的最大值。重复率为2的整数次方的优点可以特别是，重复传输的整体传输是在重复率的最小公倍数的循环次数之后循环的，其中，如果重复率都是2的整数次方，则该最小公倍数等于重复率的最大值。因此，这可有利地允许简化所需的传输周期的数量的确定，针对该传输周期的数量必须确定至少一个值和/或允许减少计算要求，因为(一般来说)最大值的上升速度比最小公倍数慢(且至少不快)。

根据一些实施例，多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的相应重复率具有在0到5000范围内或在1到3000范围内或在1到512范围内的有效值。其中一个有效值为0的优点可以特别是，重复率被设置为0的数据流可以(暂时)被排除在传输之外。其中一个有效值为1的优点可以特别是，重复率被设置为1的数据流可以被配置为每个传输周期进行传输。具有固定上限(例如512、3000或5000)的有效值的优点可以特别是，重复率可以由整数值的固定大小数字表示来表示，由此，(例如，以有限的计算能力)例如可以有助于实施由电信网络的节点执行的至少一个或所述数值优化。有效值范围高达例如512、3000或5000的优点可以特别是，这可以有助于选择适当的重复率和/或这可以提供例如用于发起者节点的可伸缩性，例如针对如下发起者节点，其必须非常频繁地、例如每个或每两个网络周期发送数据，例如在闭环控制中提供控制数据或传感器数据的发起者节点，以及例如针对如下发起者节点，其必须不经常地、例如每256、512或1024个网络周期发送数据，例如提供相对(关于网络周期的时间间隔)缓慢变化的信息、例如制造设备的(体积)温度的发起者节点，由此可以更有效地利用例如电信网络的带宽。

根据一些实施例，多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的相应重复率是2的整数次方，其中有效值的上限也是2的整数次方。在一些实现中，有效值的上限为128、256、512或1024。这有利地允许通过例如整数数据类型(因此简化了实现)和/或通过固定的比特数来表示每个相应重复率，从而可以更有效地利用电信网络的带宽和/或执行该方法或至少执行至少一个数值优化/所述数值优化的设备(例如网络的节点)的存储器。

根据一些实施例，多个数据流中的每个数据流的相应重复传输的相应重复率是2的整数次方，具有在1和512之间并且包括1和512(例如，1、2、4、…、256、512)的有效值。

根据一些实施例，电信网络具有树型拓扑结构。此外，基于多个数据流中的每个数据流的相应的发起者节点和相应的目的地节点唯一地确定相应路径。

根据一些实施例，方法还包括从至少一个发起者节点接收至少一个配置信号，该至少一个发起者节点适于发送多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输，其中至少一个配置信号指示多个数据流中的至少一个数据流、至少一个发起者节点和至少一个目的地节点，该至少一个目的地节点适于接收多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输。

根据一些实施例，该方法还包括建立指示电信网络的拓扑结构的拓扑数据。

一些实施例中，其中建立至少一个发起者节点和至少一个目的地节点(例如通过接收至少一个配置信号)并且在其中建立指示电信网络的拓扑结构的拓扑数据，该方法还包括为多个数据流中的至少一个数据流确定从至少一个发起者节点到至少一个目的地节点的相应路径或进一步的相应路径。这可有利地有助于使用替换的路线(例如进一步的路径)以减轻干扰，由此可(进一步)减少相应总行进时间和/或最坏情况到达时间。

根据一些实施例，方法还包括例如从电信网络的节点接收至少一个配置信号，其中配置信号指示相应路径。这可能有利于确定性地定义路径。

接收配置信号(例如至少一个指示相应重复率或所有重复率的配置信号或者例如至少一个指示至少一个发起者节点和至少一个目的地节点的配置信号)的优点特别是可以动态地调整由该方法提供的调度，从而可以增加调度的灵活性。

在一些实施例中，如果不满足一个或多个上限，则对调度的动态调整协同地与提供警告信号相结合。这可以有益地提高调度的可靠性，即使在动态地调整调度时。

根据一些实施例，对于多个数据流中的每个数据流，相应重复传输被调度成在与相应阶段相关联的传输周期的传输周期开始，并且在相应重复传输的相邻重复传输的开始之间的相应的时间间隔内被重复传输，其中相应的时间间隔由传输周期的预定时间长度乘以相应重复传输的相应重复率来确定。此外，多个数据流之间的干扰进一步取决于相应重复率。

根据一些实施例，该方法还包括从至少一个发起者节点接收至少一个配置信号，该至少一个发起者节点适于发送多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输，其中至少一个配置信号指示相应重复传输的相应重复率。

根据一些实施例，指示干扰的至少一个值取决于预定数量的传输周期。

根据一些实施例，对于多个共享传输链路中的每个相应共享传输链路，指示干扰的至少一个值取决于在相应共享传输链路处的多个数据流的两个或更多个重复传输之间的相应干扰。

根据一些实施例，对于多个数据流(210)中的每个数据流，电信网络包括至少一个通过电信网络的相应路径，该相应路径用于相应数据流的相应重复传输。

根据一些实施例，该方法还包括基于多个数据流中每个数据流的每个至少一个相应路径之间的比较来确定多个共享传输链路，其中每个共享传输链路是至少两个路径的一部分。

根据一些实施例，该方法还包括，对于每个路径并且在多个共享传输链路的每个共享传输链路处，确定来自在相应共享传输链路处与至少另一个路径合并的路径之一的重复传输的相应计数。此外，在一些实现中，对于多个共享传输链路中的每个相应共享传输链路，指示干扰的至少一个值取决于在相应共享传输链路处合并的路径之一的相应计数。

根据一些实施例，对于每个相应共享传输链路，指示干扰的至少一个值取决于在相应共享传输链路处的所有相应计数的总和，除了具有这些相应计数的最小值的相应计数。

根据一些实施例，指示干扰的至少一个值是跨越多个共享传输链路和跨越预定数量的传输周期的相应计数的总和中的每个的最大值。

根据一些实施例，该方法还包括从至少一个发起者节点接收至少一个配置信号，该至少一个发起者节点适于发送多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输，其中至少一个配置信号指示多个数据流中的至少一个数据流、至少一个发起者节点和至少一个目的地节点，该至少一个目的地节点适于接收多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输。此外，该方法包括为多个数据流中的至少一个数据流确定从至少一个发起者节点到至少一个目的地节点的至少一个相应路径。

根据一些实施例，电信网络具有树型拓扑结构。此外，该方法还包括建立指示电信网络的树型拓扑结构的拓扑数据，其中至少一个相应路径是基于至少一个发起者节点、至少一个目的地节点和拓扑数据来确定的。

根据一些实施例，至少一个配置信号指示通过电信网络的至少一个相应路径。

根据一些实施例，该方法还包括确定至少一个优化是否满足一个或多个上限，该一个或多个上限从如下组中选择，该组包括：在多个共享传输链路中的任何一个共享传输链路处的最坏情况干扰以及最坏情况总干扰。此外，该方法还包括，如果至少一个优化未能满足一个或多个上限中的至少一个，则选择性地建立指示电信网络的拓扑结构的拓扑数据。此外，该方法还包括基于拓扑数据确定从至少一个发起者节点到至少一个目的地节点的另一个相应路径。此外，该方法还包括基于至少一个优化和基于另一个相应路径，为多个数据流中的每个数据流确定相应重复传输的相应阶段。

根据一些实施例，基于数值优化、例如根据本发明第一方面的数值优化来实现至少一个优化。相应地，可以根据(也)与至少一个优化相关的方面、(示例性)实施例、实现、有利修改、进一步修改和进一步改进来进一步实现数值优化。

根据一些实施例，基于至少一个发起者节点、至少一个目的地节点和拓扑数据来确定至少一个相应路径，或其中配置信号指示至少一个路径。

根据一些实施例，至少一个优化具有另一个目标函数，该另一个目标函数包括指示总干扰的另一个值，其中总干扰是指示在多个共享传输链路中的每个共享传输链路处以及跨越预定数量的传输周期的干扰的值的集合。

根据一些实施例，网络调度设备包括网关节点或由网关节点组成。

替换地，根据一些实施例，网络调度设备包括网络控制器或由网络控制器组成。

尽管本发明已经关于某些优选实施例进行了示出和描述，但本领域的其他技术人员在阅读和理解说明书时将会进行等效和修改。本发明包括所有这样的等效和修改，并且仅受所附权利要求的范围的限制。

Claims

1.一种用于在电信网络(100，102)中调度多个数据流(210)的传输的计算机实现的方法(700)，其中所述传输被划分为传输周期(531，532，533，534)，所述传输周期具有预定时间长度，并且其中所述多个数据流(210)中的每个数据流的相应重复传输以时间间隔来传输，所述时间间隔由所述传输周期的预定时间长度乘以相应重复传输的相应重复率来确定，所述方法(700)包括：

-(724)针对所述多个数据流(210)中的每个数据流(212，214，216，217，218)确定通过电信网络(100，102)的用于相应数据流的相应重复传输的相应路径(222，224，226，227，228；230，232)；

-(726)基于通过网络的路径(222，224，226，227，228)的比较来确定多个共享传输链路(120)，其中每个共享传输链路(126，130，136，144，146)是所述路径中的至少两个路径的一部分；

-(740)基于数值优化，针对所述多个数据流(210)中的每个数据流确定相应重复传输的相应阶段，所述数值优化具有目标函数，所述目标函数包括至少一个值，所述至少一个值指示所述多个数据流(210)的两个或更多个重复传输之间的干扰；和

-(750)调度所述多个数据流(210)中的每个数据流的相应重复传输，其中相应重复传输在与所述相应阶段相关联的传输周期开始。

2.根据权利要求1所述的方法(700)，其中所述数值优化使用混合整数线性规划来实现，并且由所述电信网络(100，102)的网关节点(116，184，800)来执行。

3.根据权利要求1或2所述的方法(700)，

其中，针对至少一个阶段，所述多个数据流(210)的相应数据流的相应重复传输中的至少一组重复传输是来自至少一个发起者节点的，其中所述至少一个发起者节点适于在与所述至少一个阶段相关联的传输周期内根据其相应阶段和相应重复率传输所述至少一组重复传输中的重复传输，其中所述传输周期中的每个传输周期内的传输顺序由所述至少一组重复传输的传输顺序来确定；

其中，所述方法还包括：在针对所述多个数据流中的每个数据流确定(740)相应阶段之后，通过基于比较函数对所述至少一组重复传输中的每个重复传输进行排序来确定所述至少一组重复传输的传输顺序，所述比较函数考虑了相应重复传输的相应最坏情况到达时间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(700)，还包括：

-(730)接收至少一个配置信号，所述至少一个配置信号指示多个数据流(210)的重复传输的重复率。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(700)，其中所述至少一个值基于所述多个数据流(210)中的每个数据流的相应重复传输的相应总行进时间。

6.根据权利要求5所述的方法(700)，其中所述数值优化的目标函数还包括合计总行进时间，所述合计总行进时间是所述总行进时间的每个值的集合(748)。

7.根据权利要求5或6所述的方法(700)，其中所述数值优化考虑从如下的组中选择的一个或多个上限，所述组包括：最坏情况行进时间、最坏情况到达时间、最坏情况延迟和最坏情况合计总行进时间。

8.根据权利要求7所述的方法(700)，其中：

相应总行进时间取决于沿着相应路径(222，224，226，227，228；230，232)遇到的一个或多个传输延迟，并且取决于多个数据流(210)的相应重复传输和其他重复传输之间的干扰；

最坏情况到达时间由包括在相应的发起者节点(112，114，116，118)处的干扰的相应总行进时间中的每个总行进时间的最大值来确定(744)；和

最坏情况延迟由不包括在相应传输节点(116)处的干扰的相应总行进时间中的每个总行进时间的最大值来确定(746)。

9.根据权利要求7或8所述的方法(700)，还包括：如果所述数值优化未能满足所述一个或多个上限中的至少一个，则选择性地(714)提供(758)警告信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(700)，其中，所述数值优化包括：确定至少一个值，所述至少一个值指示针对预定数量的传输周期(531，532，533，534)的干扰，以及使值的集合最小化，所述值指示跨越预定数量的传输周期的干扰。

11.根据权利要求10所述的方法(700)，其中所述多个数据流(210)中的每个数据流的相应重复传输的相应重复率是2的整数次方，并且其中所述预定数量的传输周期是所述重复率的最大值。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法(700)，其中所述电信网络(100)具有树型拓扑结构，并且其中针对所述多个数据流(210)中的每个数据流，基于相应的发起者节点(112；114；116；118)和相应的目的地节点(162；164；166)唯一地确定相应路径(222；224；226；227；228)。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的计算机实现的方法(700)，还包括：

-(720)从至少一个发起者节点接收至少一个配置信号，所述至少一个发起者节点适于传输所述多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输，其中所述至少一个配置信号指示所述多个数据流(210)中的至少一个数据流、所述至少一个发起者节点和至少一个目的地节点，所述至少一个目的地节点适于接收所述多个数据流中的至少一个数据流的相应重复传输；

-(722)建立指示电信网络(100，102)的拓扑结构的拓扑数据；和

-(724)针对所述多个数据流(210)中的至少一个数据流确定从所述至少一个发起者节点到所述至少一个目的地节点的相应路径或进一步的相应路径。

14.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法(700)，其中所述电信网络(100，102)是时间敏感的网络。

15.一种用于电信网络(100，102)的网关节点(800)，包括数据处理设备(840)，所述数据处理设备适于：

-(724)针对多个数据流中的每个数据流确定通过电信网络的用于相应数据流的相应重复传输的相应路径；

-(726)基于通过网络(100，102)的路径的比较来确定多个共享传输链路，其中每个相应共享传输链路(126，130，136，144，146)是至少两个路径的一部分；

-(740)基于数值优化，针对所述多个数据流(210)中的每个数据流确定相应重复传输的相应阶段，所述数值优化具有目标函数，所述目标函数包括至少一个值，所述至少一个值指示所述多个数据流的两个或更多个重复传输之间的干扰；和

-(750)调度所述多个数据流(210)中的每个数据流的相应重复传输，其中相应重复传输在与所述相应阶段相关联的传输周期(531，532，533，534)开始。