Algorytm heurystyczny maksymalizacji przepustowości w sieciach IEEE 802.15.4-TSCH

• Autorzy: Kubaszek M. , Macheta J. , Zapart M. , Krzak Ł. , Worek C.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2018.8-9.56

Warianty tytułu

EN

Heuristic algorithm for maximising the throughput in IEEE 802.15.4-TSCH networks

• Konferencja: Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki (12-14.09.2018 ; Bydgoszcz, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sieci bezprzewodowe opierające się na standardzie IEEE802.15.4e-TSCH zdobywają popularność w dziedzinie Przemysłowego Internetu Rzeczy. TSCH (ang. Time Slotted Channel Hopping) pozwala na osiągnięcie wysokiego stopnia niezawodności łącza odpowiadającej zastosowaniom przemysłowym. Standard jednakże nie definiuje działania planisty, co jest obecnie tematem prac wielu ośrodków badawczych. W naszym artykule przedstawiamy rozwiązanie problemu maksymalizacji przepustowości w sieciach TSCH z założeniem zerowej domeny kolizyjnej. Celem uzyskania rozwiązania optymalnego, przydział zasobów łącza został rozwiązany jako problem programowania liniowego. Proponujemy ponadto autorski algorytm heurystyczny, harmonogramujący transmisje w sposób centralny. W pracy zaprezentowaliśmy jego działanie oraz zestawiliśmy wyniki symulacji z rozwiązaniem optymalnym.

EN

Wireless sensor networks incorporating the IEEE802.15.4e-TSCH standard are recognized as a reliable solution in the field of Industrial Internet of Things. TSCH (Time Slotted Channel Hopping) allows achieving a high degree of link reliability which corresponds to industrial applications. The standard, however, does not define how the scheduler operates. This open issue is one of the trending topic of many research centers. In our article, we put forward a solution to the problem of throughput maximization in TSCH networks assuming a zero collision domain. In our article the issue of resource allocation has been described as a linear programming problem in order to obtain an optimal solution. We also propose an original heuristic algorithm that schedules transmissions in a centralized way. A comparative study of simulation results is presented.

Słowa kluczowe

PL

IEEE802.15.4e; TSCH; sensorowe sieci bezprzewodowe; planista; programowanie liniowe

EN

IEEE802.15.4e; TSCH; wireless sensor networks; centralized scheduling; linear programming

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 8-9
• Strony: 807--810, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Kubaszek M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Macheta J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Zapart M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Krzak Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Worek C.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Bibliografia

• [1] Diego Dujovne, Thomas Watteyne, Xavier Vilajosana, and Pascal Thubert. 2015. “6TiSCH: Deterministic IPEnabled Industirial Internet (of Things)". IEEE Communications Magazine — Communications Standards Supplement, December 2014, 36-41.
• [2] Lance Doherty, William Lindsay, Jonathan Simon. 2007. “Channel-Specific Wireless Sensor Network Path Data". Computer Communications and Networks, 16th International Conference on Computer Communications and Networks, 89-94.
• [3] “RFC 4944: Transmission of IPv6 Packets over IEEE 802.15.4 Networks". Grupa robocza IETF: IPv6 over Low power WPAN
• [4] Runtong Zhang, Fuzhi Chu, Quan Yuan, Wei Dai. 2015. “A Study on an Energy Conservation and Interconnection Scheme between WSN and Internet Based on the 6LoWPAN". Mobile Information Systems, vol. 2015, ID 592613
• [5] Oana Iova, Fabrice Theoleyre, Thomas Watteyne, Thomas Noel. 2016. “The Love-Hate Relationship between IEEE 802.15.4 and RPL". IEEE Communications Magazine, vol. 55, issue: 1, January 2017, 188-194.
• [6] Pascal Thubert, Thomas Watteyne, Maria Rita Palattella, Xavier Vilajosana, Qin Wang. 2013. “IETF 6TSCH: Combining IPv6 Connectivity with Industrial Performance". Seventh International Conference on Innovative Mobile and Internet Services in Ubiquitous Computing, 541-546.
• [7] Maria Rita Palattella, Nicola Accettura, Mischa Dohler, Luigi Alfredo Grieco, Gennaro Boggia. 2012. “Traffic Aware Scheduling Algorithm for Reliable Low-Power Multi-Hop IEEE 802.15.4e Networks". IEEE 23rd International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 327-332.
• [8] Mike Ojo, Stefano Giordano. 2016. “An Efficient Centralized Scheduling Algorithm in IEEE 802.15.4e TSCH Networks". IEEE Conference on Standards for Communications and Networking.
• [9] Yichao Jin, Parag Kulkarni, James Wilcox, Mahesh Sooriyabandara. 2016. “A Centralized Scheduling Algorithm for IEEE 802.15.4e TSCH based Industrial Low Power Wireless Networks". IEEE Wireless Communications and Networking Conference - Track 2 - MAC and Cross Layer Design