CN105308871A

CN105308871A - 利用不同的跳频调度快速重路由

Info

Publication number: CN105308871A
Application number: CN201480034327.9A
Authority: CN
Inventors: 乔纳森·W·辉; 伟·洪; 让-菲利普·瓦瑟尔
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: EP3011681B1; US9225589B2; WO2014205289A1; EP3011681A1; US20140376361A1; CN105308871B

Abstract

在一个实施例中，共享媒体通信网络中的朝向目的地的主节点由节点选择。响应于确定主节点，该节点确定主节点的跳频调度。然后，基于主节点和主节点的一个或多个后备节点之间的跳频调度分集，确定主节点的一个或多个后备节点。

Description

利用不同的跳频调度快速重路由

技术领域

本公开总地涉及计算机网络，更具体地涉及利用不同的跳频调度快速重路由。

背景技术

网状网络包括两个或更多个电子设备，每个电子设备包含至少一个收发器。电子设备利用它们的收发器来相互通信和/或与中央设备通信。如果设备希望与超出传输范围的另一设备通信，那么设备可以经由通过其它设备的多跳通信来进行通信。在跳频(或信道跳跃)网状网络中，设备在不同的时间利用不同的频率/信道通信。为了传送分组，在分组传输期间发送器-接收器对必须被配置于相同的信道。为了使发送器将来能够在任意时间与接收器通信，发送器和接收器必须同步到指定什么时间在哪个信道上通信的信道调度。

低功率和有损网络(LLN)(例如，传感器网络)具有无数应用，例如智能电网和智能城市。各种挑战也随着LLN被提出，例如，有损链路、低带宽、电池操作、低存储和/或处理能力等。通常，现有系统针对朝向目的地的网络传输执行空闲信道评估，从而响应于在评估期间检测到繁忙信道，系统中的设备可以设置退避计时器并且在稍后的时间尝试传输，从而避免与邻近传输相冲突。此外，某些系统还可以被配置为通过维护替代的下一跳路由供主路由不可用时使用来减少由于重传而出现的网络延迟。

附图说明

本文的实施例可以通过结合附图参考下文的描述被更好地理解，在附图中相似的参考标号指示相同或功能相似的元件，其中：

图1示出了示例通信网络；

图2示出了示例网络设备/节点；

图3示出了示例跳频序列；

图4示出了跳频序列的另一示例；

图5示出了基于所确定的跳频序列的后备路由的示例选择；

图6示出了图5的后备路由和主路由二者的示例选择；以及

图7-8示出了基于跳频序列确定后备节点的示例简化过程。

具体实施方式

综述

根据本公开的一个或多个实施例，节点可以选择朝向目的地的共享媒体通信网络中的主节点，并且可以确定主节点的跳频调度。然后，该节点可以基于主节点和主节点的一个或多个后备节点之间的跳频调度分集，确定该一个或多个后备节点。

根据本公开的一个或多个附加实施例，节点可以选择朝向目的地的共享媒体通信网络中的主节点。然后，该节点可以确定主节点的一个或多个后备节点。响应于确定一个或多个后备节点，该节点可以确定每个后备节点的跳频调度。特别地，每个跳频调度具有来自主节点的最小重叠度。

描述

计算机网络是由用于在端节点(例如，个人计算机和工作站、或其它设备(例如，传感器等))之间传输数据的通信链路和分段互连的节点的地理分布的集合。从局域网(LAN)到广域网(WAN)的许多类型的网络是可用的。LAN通常连接位于大致相同的地理位置(例如，建筑或校园)的专用个人通信链路上的节点。另一方面，WAN通常连接长距离通信链路(例如，公用载波电话线、光学光路、同步光网络(SONET)、同步数据体系(SDH)链路、或诸如IEEE61334、IEEEP1901.2的电力线通信(PLC)等)上的地理分散的节点。此外，移动自组织网络(MANET)是一种无线自组织网络，其通常被认为是由无线链路连接的移动路由器(以及相关主机)的自配置网络，这些无线链路的联合形成了任意拓扑结构。

具体地，智能对象网络(例如，传感器网络)是具有空间分布的独立设备(例如，传感器、制动器等)的特定类型的网络，这些独立设备在不同位置协同监控诸如，能量/功率消耗、资源消耗(例如，水/气/等，针对高级计量体系或“AMI”应用)、温度、压力、振动、声音、辐射、运动、污染物等等的物理或环境条件。其他类型的智能对象包括例如，负责开启/关闭引擎或执行任意其它动作的制动器。传感器网络(一种智能对象网络)通常是共享媒体网络(例如，无线或PLC网络)。也就是说，除了一个或多个传感器，传感器网络中的每个传感器设备(节点)通常还可以配备有无线电收发器或其它通信端口(例如，PLC、微控制器、和能源(例如，电池))。通常，智能对象网络被看作场域网(FAN)、邻域网(NAN)等。通常，对智能对象节点(例如，传感器)的尺寸和成本约束导致对资源(例如，能量、存储器、运算速度和带宽)的相应约束。

图1是说明性包括通过各种通信方法互连的节点/设备200(例如，如所标记的“根”、“11”、“12”...“43”，并且如下文图2所述)的示例计算机网络100的示意性框图。例如，链路105可以是有线链路或共享媒体(例如，无线链路、PLC链路等)，其中某些节点200(例如，路由器、传感器、计算机等)可以在这些链路上(例如，基于距离、信号强度、当前操作状态、位置等)与其它节点200通信。本领域技术人员应该理解的是，任意数量的节点、设备、链路等可以被用在计算机网络中，并且出于简化的目的示出了这里的视图。另外，本领域技术人员还应该理解的是，虽然网络以特定方向被示出，特别是利用“根”节点被示出，但网络100仅是示例说明而不用于限制本公开。

数据分组140(例如，在设备/节点之间发送的流量和/或消息)可以利用预定义的网络通信协议(例如，某些已知的有线协议、无线协议(例如，IEEE标准802.15.4、WiFi、等)、PLC协议、或其它适当的共享媒体协议)在计算机网络100的节点/设备之间交换。在这种情境下，协议包括定义节点如何相互交互的一组规则。

图2是可以被用于本文所述的一个或多个实施例的示例节点/设备200(例如，如上文图1所示的任意节点)的示意性框图。设备可以包括通过系统总线250互连的一个或多个网络接口210(例如，有线、无线、PLC等)、至少一个处理器220、和存储器240，以及电源260(例如，电池、插头等)。

(一个或多个)网络接口210包括用于在耦合到网络100的无线链路105上传送数据的机械、电、和信令电路。网络接口可以被配置为利用各种不同的通信协议来发送和/或接收数据。此外，需要注意的是，节点可以具有两种不同类型的网络连接210(例如，无线、和有线/物理连接)，并且本文的视图只用于说明。另外，虽然网络接口210与电源260被分开示出，但是对于PLC而言，网络接口210可以通过电源260进行通信，或者可以是电源的集成组件。在一些具体配置中，PLC信号可以被耦合至馈送到电源的电力线。

存储器240包括处理器220和网络接口210可寻址的多个存储位置，用于存储与本文所述的实施例相关联的软件程序和数据结构。应该注意的是，某些设备可能具有有限的存储器或没有存储器(例如，除了用于存储在设备上操作的程序/处理的存储器和相关联的高速缓存外，没有用于存储的存储器)。处理器220可以包括被适配为执行软件程序并操控数据结构245的硬件元件或硬件逻辑。操作系统242(其部分通常驻留在存储器240内并且由处理器执行)通过调用支持在设备上执行的软件处理和/或服务的操作来功能性地组织设备。如本文所述，这些软件处理和/或服务可以包括路由处理/服务244以及调度处理248。应该注意的是，虽然调度处理248被示出在集中式存储器240中，但是替代实施例提供了具体在网络接口210(例如，MAC层212的组件)内被操作的处理(处理248a)。

对本领域技术人员显而易见的是，包括各种计算机可读媒体的其它处理器和存储器类型可以被用于存储和执行涉及本文所述的技术的程序指令。并且，虽然本说明书示出了各种处理，但是可以明确预见的是，各种处理可以被具体化为被配置为根据本文的技术(例如，根据相似处理的功能)进行操作的模块。此外，虽然这些处理被分别示出，但本领域技术人员将理解的是，这些处理可以是其它处理中的例程或模块。

路由处理(服务)244包括由处理器220执行、以执行由一个或多个路由协议(例如，本领域技术人员将理解的先应式或反应式路由协议)提供的功能的计算机可执行指令。在支持这些功能的设备上，这些功能可以被配置为管理包含例如，用于做出路由/转发决定的数据的路由/转发表(数据结构245)。具体地，在先应式路由(例如，链路状态路由(例如，开放最短路径优先(OSPF)、或中间系统到中间系统(ISIS))、或最优链路状态路由(OLSR))中，连接性是在计算到网路中的任意目的地的路由之前被发现和获知的。另一方面，反应式路由发现邻居(即，不具有网络拓扑的先验知识)，并且响应于到目的地的所需路由将路由请求发送至网络中，以确定哪个邻近节点可以被用于到达预期目的地。示例反应式路由协议可以包括自组织网按需平面距离矢量(AODV)、动态源路由(DSR)、动态MANET按需路由(DYMO)等。注意，在不能或没被配置为存储路由条目的设备上，路由处理244可以只提供源路由技术所必需的机制。也就是说，对于源路由，网络中的其它设备可以精确告知能力较弱的设备向哪里发送分组，并且能力较弱的设备简单地按引导转发分组。

注意，近年来，网状网络变得愈发流行和实用。具体地，共享媒体网状网络(例如，无线或PLC网络等)通常在被称为低功率和有损网络(LLN)的网络上，LLN是其中的路由器和它们的互连被如下约束的一类网络：LLN路由器通常在例如，处理功率、存储器、和/或能量(电池))之类的约束条件和它们的互连的特征在于(说明性的)高损失率、低数据率、和/或不稳定性的条件下进行操作。LLN包括数十、数千、甚至数百万个LLN路由器，并且支持点到点流量(LLN内的设备之间)、点到多点流量(从诸如根节点的中央控制点到LLN内的设备的子集)、以及多点到点流量(从LLN内的设备到中央控制点)。

LLN的示例实现方式是“物联网”网络。从广泛意义上说，术语“物联网”或“IoT”可以被本领域技术人员用来指代基于网络的架构中的可唯一识别的对象(事物)及它们的虚拟表示。具体地，互联网演进中的下一前沿是连接比计算机和通信设备更多的设备的能力，即连接一般意义上的“对象”(例如，光、电器、交通工具、HVAC(供热通风与空气调节)、窗户和窗帘及百叶窗、门、锁等)的能力。因此，“物联网”一般性地指代诸如，传感器和制动器的对象(例如，智能对象)在计算机网络(例如，IP)上的互连，计算机网络可以是公共互联络或私人网络。这样的设备已经在行业内使用了数十年，通常是以通过协议转换网络的方式被连接至IP网络的私有协议或非IP协议的形式。随着无数应用的出现，例如，智能电网、智能城市、以及建筑和工业自动化、以及车(例如，可以互连数百万的对象来传感例如，电力质量、轮胎气压、和温度并且可以驱动引擎和光的事物)，扩展针对这些网络的IP协议组是至关重要的。

在互联网工程任务组(IETF)提议的、被Winter等(2012年3月)命名为“RPL：IPv6RoutingProtocolforLowPowerandLossyNetworks”的请求注解(RFC)6550协议中规定的示例协议，提出了支持从LLN网络内部的设备朝向中央控制点(例如，通常是LLN边界路由器(LBR)或“根节点/设备”)的多点到点(MP2P)流量、以及从中央控制点到LLN内部的设备的点到多点(P2MP)流量(并且还支持点到点流量，或“P2P”流量)的机制。RPL(发音为“ripple”)通常可以被描述为建立除了用于定义限制控制流量、支持修复等的一组特征外还用于路由流量/分组140的有向无环图(DAG)的距离矢量路由协议。注意，如本领域技术人员可以理解的，RPL还支持多拓扑路由(MTR)的概念，因此多个DAG可以被建立以根据个体需求承载流量。

跳频(也被称为“跳频扩频”(FHSS)或信道跳跃)是通过在大量频率信道间快速切换载波来传输无线电信号的方法，例如，利用发送器和接收器都已知的伪随机序列。例如，跳频可以被用作跳频码分多址(FH-CDMA)方案中的多接入方法。通常，如本领域技术人员将理解的，利用跳频的传输与固定频率传输的不同在于，跳频传输能够抵抗干扰并且很难被截获。因此，跳频传输对许多应用(例如，传感器网络、LLN、军事应用等)而言是有用的技术。

通常，如图3所示，在跳频无线网络中，时间帧在跳频序列300内被划分成规则的时隙310，每个时隙在不同的频率330(例如，f₁-f₄)上操作。可以为整个网络(例如，网状/小区)或者至少成对的通信设备之间的时间帧提供参考时钟。每个节点200的MAC层将时间划分成时隙，这些时隙被与其邻居的时隙边界对齐。另外，每个时隙310还可以被进一步划分成子时隙320。(需要注意的是，不是所有的跳频系统都使用子时隙，并且设备可以在时隙内的任意时间开始传输；此处的视图只是一个示例)。说明性地，MAC层负责调度分组在其中被发送的时隙，其主要目标通常是随机化传输时间以便避免与邻居的分组冲突。需要注意的是，MAC层不只必须调度来自协议栈上层的数据消息，还必须调度它自己的分组(例如，确认、请求、信标等)。

跳频网络中的设备通过选取信道序列、每个时隙的持续时间、和定义调度中的第一时隙何时开始的时基，来将它的接收器配置为遵循跳跃调度。每个发送器-接收器对可以利用不同的跳跃调度(即，每对可以有不同的信道序列、时隙持续时间、和/或时基)，从而发送器-接收器对可以在相同的时间但不同的信道上通信。例如，跳频网络中的每个设备可以单独选取独立于其它节点的跳频调度参数，如图4所示。需要注意的是，频率的偏移(即，相同的四个频率以相同的顺序被利用而只偏移了一个时隙的事实)只是一种说明，并且序列和频率可以被独立选择。还需要注意的是，虽然时隙被示出为在不同节点之间被同步，但是本领域技术人员将理解的是，不同节点之间的时隙事实上可以是异相的，并且可以是彼此无关的。

设备通过传送其在跳跃调度内的频率序列、时隙持续时间、和当前时间来相互同步其跳跃调度。跳跃调度参数可以在显式同步分组(explicitsynchronizationpacket)中被传送和/或被背负在现有数据分组上。如所提到的，这些参数(例如，信道序列)中的一些可以是全网范围的并且是隐含的。设备存储这些参数来了解在特定时间用哪个信道来进行传输。

如上文进一步提到的，为了减少网络延迟并且避免传输冲突，替代的下一跳路由通常由共享媒体通信网络中的设备维护。设备通常在繁忙信道被检测到时设置退避计时器并且在计时器到期时再次尝试传输，从而防止传输冲突。尽管这些已知的方法提供了替代的下一跳路由，但是由于在退避期间(例如，当等待计时器过期时)的传输之间的延迟，网络延迟仍然会发生。

利用不同的频率调度快速重路由

本文的技术提供了利用在不同的跳频调度上操作的替代的下一跳路由进行快速重路由的方法。例如，当节点检测到繁忙信道时，节点可以退避并且在稍后的时间尝试在相同的下一跳路由上传输，或者可以选择替代的下一跳路由并且尝试在对应于替代的下一跳路由的不同频率信道上传输。可替换地，基于延迟特性，节点可以在不同频率调度上的替代的下一跳路由和主下一跳路由上同时发送。当搜索替代的下一跳路由时，节点可以考虑各种因素(例如，频谱分集)来选择具有最小重叠度的跳频调度。

具体地，根据如下文详细描述的本公开的一个或多个实施例，节点可以选择共享媒体通信网络中的朝向目的地的主节点，并且可以确定主节点的跳频调度。然后，节点可以基于主节点和主节点的一个或多个后备节点之间的跳频调度分集，确定该一个或多个后备节点。此外，根据本公开的一个或多个附加实施例，节点可以选择共享媒体通信网络中的朝向目的地的主节点。然后，该节点可以确定主节点的一个或多个后备节点。响应于确定一个或多个后备节点，节点可以确定每个后备节点的跳频调度。特别地，每个跳频调度具有来自主节点的最小重叠度。

说明性地，本文所述的技术可以由硬件、软件、和/或固件例如，根据调度处理248/248a执行，该调度处理包含由处理器220(或接口210的独立处理器)执行、以执行关于本文所述的技术的功能(例如，结合路由处理244)的计算机可执行指令。例如，此处的技术可以被当成是传统协议(例如，各种路由协议)的扩展，并且因此同样地，可以由执行这些协议的本领域技术人员已知的相似组件处理。

在操作上，本文的技术包括基于主节点和所确定的替代的下一跳路由的后备节点之间的跳频调度分集，确定所选择的主节点的跳频调度并且利用替代的下一跳路由进行快速重路由。因此，节点可以直接在与主节点不同的跳频调度上操作的后备节点上进行发送，以将路由延迟最小化。因此，节点可以基于各种因素(例如，频谱分集和延迟特性)，通过在后备节点上直接进行发送或者在预定时间周期流逝后在主节点上进行发送，来对失败的传输或检测到繁忙信道做出反应。

在一个实施例中，如图5所示，节点通常基于跳频(例如，信道)调度来维护朝向相同目的地的下一跳路由。具体地，朝向目的地的主节点可以被选择，并且该主节点的跳频调度可以被确定。然后，节点可以确定该主节点的多个后备节点。为了最大化跳频调度之间的分集，后备节点可以基于来自主节点的跳频调度中的最小重叠度被确定。跳频调度的重叠中的不同可以归因于后备节点的调度中的剔除(notch)。

例如，节点可以避免被确定具有较高噪声等级的频率(例如，较繁忙的频率)并且可以因此从跳频调度中剔除该频率。注意，后备节点还可以基于来自主节点的跳频调度中的频谱分集被确定，其中后备节点在频谱中的距离要被考虑。频谱分集可以被用来确定后备节点，以避免传输中的干扰。通过确定在不同频率上监听的后备节点，网络中的每个节点可以避免会引起传输故障的内部和/或外部干扰。

此外，如图5所示，当尝试传输消息时，节点(32)可以确定主节点(21)是否是可达的。主节点的可达性可以是基于诸如，空闲信道评估、传输故障、链路质量等的各种因素的。响应于确定主节点在给定时隙(如图3所示)期间的不可达性(如在图5中由“x”所示)，在该给定时隙期间可以尝试向后备节点(22和23)传输，从而减小传输中的延迟。换言之，当主节点(21)的频率繁忙时，节点可以确定在对应于后备节点的另一频率上直接发送(22替换23)。如果所选择的后备节点的频率也被确定为繁忙从而使得所选择的后备节点不可达，则节点可以继续尝试向其它预定的后备节点传输。换言之，尝试本身可能会由于空闲信道评估、链路质量、或传输故障失败，因此其它后备节点可以被用于消息的传输。

当给定时隙传递到后续时隙(如图3所示)并且消息到后备节点的传输没有成功时，节点可以在该后续时隙期间再次尝试将消息发送至主节点。例如，主节点可以监听在后续时隙期间可能不繁忙的不同频率，并且因此，一旦可达性被确定节点即可以再次尝试发送至主节点。

在另一实施例中，一旦节点确定了一个或多个后备节点以及在跳频调度的给定时隙期间针对消息的主节点的不可达性，节点即可以确定是发送至一个后备节点还是在退避周期后再次尝试发送至主节点。当主节点和后备节点二者具有大致相似的路径特性时，节点可以基于引起最小的通信延迟量和延迟变化量的路径来发送消息。然而，当路径特性变化时，节点可以基于与利用后备节点到达目的地相关联的延迟来确定是发送至主节点还是发送至后备节点中的一个。因此，网络延迟可以被减小，因为共享媒体通信网络中的每个节点可以独立地选择发送至主节点还是后备节点。

在又一实施例中，如图6所示，一旦节点(32)确定了一个或多个后备节点(21和22)，那么节点可以尝试将消息发送至后备节点(22)并且同时在退避周期后再次尝试将消息发送至主节点(23)。换言之，尽管节点可以确定主节点(23)当前不可达(如图6中由“x”所示)，但是节点可以在不同于主节点的频率上将消息发送至后备节点(22)，并且在退避周期后将相同的消息(例如，副本)发送至主节点(23)，以增大到达目的地的消息传递的成功率。消息的接收节点可以确定和消除副本消息。因此，由于共享媒体通信网络中的每个节点独立确定下一跳节点的可达性，所以发送至后备节点和主节点两者可以减小到达目的地的消息中的延迟(例如，增大消息传送至目的地的成功率)。

将消息发送至后备节点和主节点的尝试和再次尝试可以是基于各种因素的，例如，延迟要求、链路质量、消息类型、消息优先级等。例如，考虑消息类型，节点可以尝试将关键类型的消息发送至后备节点，同时保留非关键类型的消息在退避周期后传输至主节点。于是，节点可以尝试减小关键消息到达目的地的延迟。作为另一示例，当节点检测到链路质量(例如，期望的传输)低于预定阈值时，节点可以确定在退避周期后将消息发送至后备节点之一以及主节点二者，以增大消息的传送率。

在又一实施例中，共享媒体通信网络中的节点可以选择朝向目的地的主节点，并且然后可以在确定主节点的跳频调度之前确定主节点的一个或多个后备节点。然后，响应于确定后备节点，节点可以确定每个后备节点的跳频调度，其中，每个跳频调度具有来自主节点的最小重叠度。一旦跳频调度被确定并且节点确定在该调度的给定时隙期间针对消息的主节点的不可达性，那么如在先前实施例中所描述的，节点可以在给定时隙期间将消息发送至一个或多个后备节点。

图7示出了根据本文所述的一个或多个实施例的用于确定共享媒体通信网络中的后备节点的示例简化过程700。过程700在步骤705处开始，并且继续至步骤710，其中，如上文较详细地描述的，朝向目的地的共享媒体通信网络中的主节点被选择。在步骤715中，主节点的跳频调度被确定。此外，在步骤720中，主节点的一个或多个后备节点可以基于主节点和该一个或多个后备节点之间的跳频调度分集来确定。然后，说明性地，该过程可以在步骤725中结束。

此外，图8示出了根据本文所述的一个或多个实施例的用于确定共享媒体通信网络中的后备节点的另一示例简化过程800。过程800可以在步骤805开始，并且继续至步骤810，其中，如上文较详细地描述的，朝向目的地的主节点被选择，并且在步骤815中，主节点的一个或多个后备节点可以被选择。此外，在步骤820中，响应于确定一个或多个后备节点，每个后备节点的跳频调度可以被确定。具体地，在步骤820中，一个或多个后备节点的每个跳频调度可以具有来自主节点的最小重叠度。然后说明性地，过程800可以在步骤825中结束。

应该注意的是，如上所述的过程700-800内的某些步骤可能是可选的，同时图7-8中所示的步骤只是用于说明的示例，并且某些其它步骤可以按需求被包含或者被排除。此外，虽然步骤的特定顺序被示出，但是这种排序只是说明性的，并且在不背离本文实施例的范围的情况下，步骤的任意适当的排列可以被利用。此外，虽然过程700-800是被分别描述的，但是来自每个过程的某些步骤可以被相互结合，并且该过程不意味着互相包含。

因此，本文所述的技术提供了在共享媒体通信网络中利用跳频调度分集进行快速重路由。特别地，本文的技术动态地选择朝向目的地的主节点并且确定主节点的跳频调度。然后，本文的技术基于跳频调度分集选择主节点的后备节点以减小网络延迟并且避免传输冲突，而不需要监听主节点的可用性。具体地，不同于一组接收器确定来自这些接收器中的替代设备从而要求替代设备选择接收器的子集进行传输的已知技术，共享媒体通信网络中的每个设备可以在不同频率上检测替代设备。

虽然快速重路由的已知技术维护下一跳路由从而避免了设备主动发现替代路由的需求进而提高了可靠性，但是本公开还通过在检测到繁忙信道时提供替代的下一跳路由来改进延迟。换言之，本文的技术将直接可用的替代的下一跳路由提供给不同跳频调度上的不同设备，以进一步改进网络延迟问题。与已知技术(例如，时间同步网格协议(TSMP))不同，本公开允许调度下一跳接收器在不同的频率上同时监听。

此外，相比于替代路径被建立来在链路和/或节点故障周围进行路由的当前技术，本文的技术提供了快速重路由至在不同的跳频调度上操作的下一跳路由以减小到达目的地的消息中的延迟的选择。

虽然已经示出和描述了提供在共享媒体通信网络中利用不同的频率信道快速重路由的说明性实施例，但是应该理解的是，在本文的实施例的范围和精神内可以进行各种其它的变化和修改。例如，本文实施例已经被示出是关于LLN的。然而，实施例从它们更广泛的意义上来讲不是作为限制，并且事实上可以被用于根据跳频(或者信道跳跃)调度操作的其它类型的共享媒体网络和/或协议。此外，虽然示出了诸如RPL之类的某些协议，但是其它适当的协议也可以被相应地使用。

上述描述是针对具体实施例的。然而，显而易见的是，为了获得它们的一些或全部优势，可以对所描述的实施例进行其它的变化或修改。例如，可明确预见的是，本文所述的组件和/或元件可以被实现为存储在具有在计算机、硬件、固件、或其组合上执行的程序指令的有形(非暂态)计算机可读介质(例如，磁盘/CD/RAM/EEPROM等)上的软件。因此，本说明书只通过示例的方式被采用并且不另外限制本文实施例的范围。因此，所附权利要求书的目的是覆盖在本文实施例的真实精神和范围内的所有的变化和修改。

Claims

1.一种方法，包括：

由共享媒体通信网络中的特定节点选择朝向目的地的所述共享媒体通信网络中的主节点；

确定所述主节点的跳频调度；以及

基于所述主节点和所述主节点的一个或多个后备节点之间的跳频调度分集，确定所述一个或多个后备节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述一个或多个后备节点还包括：

选择具有来自所述主节点的跳频调度中的最小重叠度的所述一个或多个后备节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述一个或多个后备节点还包括：

基于来自所述主节点的跳频调度中的频谱分集，选择所述一个或多个后备节点。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定在所述跳频调度的给定时隙期间针对消息的所述主节点的不可达性；以及

响应于确定所述主节点的不可达性，在所述给定时隙期间尝试将所述消息发送至所述一个或多个后备节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述主节点的不可达性是基于空闲信道评估、传输故障、或链路质量的。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述尝试是基于空闲信道评估、传输故障、或链路质量的。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括：

响应于在所述消息到后备节点的传输没有成功的情况下所述给定时隙传递至后续时隙，在所述后续时隙期间尝试将所述消息发送至所述主节点。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定是尝试将所述消息发送至所述一个或多个后备节点还是在退避周期后在所述给定时隙期间再次尝试将所述消息发送至所述主节点。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定是尝试将所述消息发送至所述一个或多个后备节点还是再次尝试将所述消息发送至所述主节点是基于与通过利用所述一个或多个后备节点到达所述目的地相关联的延迟的。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：

尝试将所述消息发送至所述后备节点并且同时在退避周期后再次尝试将所述消息发送至所述主节点。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述尝试和再次尝试是基于以下各项中的至少一项的：延迟要求、链路质量、消息类型、以及消息优先级。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：

尝试将关键类型的消息发送至所述后备节点；以及

在退避周期后再次尝试将非关键类型的消息发送至所述主节点。

13.一种方法，包括：

确定所述主节点的一个或多个后备节点；以及

响应于确定所述一个或多个后备节点，确定每个后备节点的跳频调度，其中每个跳频调度具有来自所述主节点的最小重叠度。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中，确定是尝试将所述消息发送至所述一个或多个后备节点还是再次尝试将所述消息发送至所述主节点是基于与通过利用所述一个或多个后备节点到达所述目的地相关联的延迟的。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

尝试将所述消息发送至所述后备节点，并且同时在退避周期后再次尝试将所述消息发送至所述主节点。

18.一种装置，包括：

一个或多个网络接口，所述一个或多个网络接口与共享媒体通信网络通信；

处理器，所述处理器被耦合到所述网络接口并且被适配为执行一个或多个处理；以及

存储器，所述存储器被配置为存储所述处理器能够执行的处理，所述处理在被执行时能够操作以：

选择朝向目的地的共享媒体通信网络中的主节点；

确定所述主节点的跳频调度；以及

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述处理在被执行时还能够操作以：

20.根据权利要求18所述的装置，其中，所述处理在被执行时还能够操作以：

21.根据权利要求18所述的装置，其中，所述处理在被执行时还能够操作以：

22.一种装置，包括：

选择朝向目的地的共享媒体通信网络中的主节点；

确定所述主节点的一个或多个后备节点；以及

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述处理在被执行时还能够操作以：

24.一种含有由处理器或控制器执行的程序指令的非暂态计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

选择朝向目的地的共享媒体通信网络中的主节点的程序指令；

确定所述主节点的跳频调度的程序指令；以及

基于所述主节点和所述主节点的一个或多个后备节点之间的跳频调度分集，确定所述一个或多个后备节点的程序指令。