روشی توزیع شده برای زمان‌بندی سلول در شبکه های بی سیم مبتنی بر 802.15.4e با هدف کاهش تاثیر پدیده قیفی

استاندارد 802.15.4e برای افزایش قابلیت اطمینان به هنگام انتقال بسته ها در زیرلایه کنترل دسترسی  و برای استفاده در شبکه های کم‌توان و مستعد خطا نظیر شبکه های حسگر بی سیم ارائه شده است. امکان استفاده از کانال های متعدد غیرهمپوشان در این استاندارد، احتمال رخداد تصادم بین فرستنده ها را کاهش می دهد که این نیز به نوبه خود باعث افزایش کیفیت سرویس در شبکه و بالاخره کاهش مصرف انرژی می شود. مکانیسم tsch در این استاندارد هر گره حسگر را قادر می سازد تا با بهره گیری از الگوی پرش فرکانسی، ارسال بسته داده خود را بر روی یک کانال خاص و در یک اسلات زمانی معین زمان‌بندی کند. بااین‌حال نحوه تخصیص کانال/اسلات و الگوریتم زمان‌بندی آن در استاندارد مذکور مشخص نشده است. در این مقاله، یک مکانیسم زمان‌بندی اسلات/کانال مبتنی بر 802.15.4etsch برای شبکه های حسگر چندگامه ارائه می شود. در مکانیسم پیشنهادی، هر گره با دریافت ماتریس های زمان‌بندی سلول از گره های همسایه و نیز بر اساس حجم ترافیک عبوری، سلول های موردنیاز برای ارسال بسته های خود را تعیین می کند. در این روش با تخصیص اسلات های اختصاصی بیش تر به گره های نزدیک چاهک و نیز به گره های پرترافیک، مشکل پدیده قیفی تا حدودی تعدیل می گردد. نتایج شبیه سازی بر روی بستر openwsn حاکی از کارآمدی روش پیشنهادی است.

A distributed mechanism for cell scheduling to reduce funneling effect in 802.15.4ebased wireless networks

Abstract: The IEEE 802.15.4e standard was proposed to improve the reliability of data transmission at the MAC layer for low power and lossy networks such as wireless sensor networks. The possibility of using multiple nonoverlapping channels decreases the probability of collision among cometiting nodes, which, in turn, results in improving the quality of service as well as reducing energy consumption. The TSCH mechanism permits scheduling each data transmission on a pair of channel/timeslot using frequency hopping. However, the standard does not specify how to allocate channel/timeslot for scheduling data transmissions. In this paper, we propose a channel/slot scheduling based on 802.15.4eTSCH mechanism for wirless sensor networks. In our mechanism, each node determines its requirements in terms of channel/slots by receiving scheduling matrices from its neighbors and according to the traffic volume passing through it.  In this mechanism, we allocate dedicated cells for the nodes in the vicinity of the sink and also for the congested nodes. This mitigates the funneling effect. The simulation results over OpenWSN emulator confirm the efficiency of our mechanism.