Переключение каналов с временными интервалами - Time Slotted Channel Hopping

ТСЧ
Международный стандартIEEE 802.15.4
ВведеноСентябрь 2015 г.
ПромышленностьПромышленные беспроводные сенсорные сети

Переключение каналов с временными интервалами или переключение каналов с синхронизацией по времени (TSCH) является метод доступа к каналу для общих сетей среднего размера.

TSCH используется устройствами с низким энергопотреблением для связи по беспроводной связи. Он разработан для сетей с низким энергопотреблением и потерями (LLN) и направлен на обеспечение надежного Контроль доступа к медиа слой.

TSCH можно рассматривать как комбинацию Множественный доступ с временным разделением и Множественный доступ с частотным разделением каналов механизмы, поскольку он использует разнесение по времени и частоте для обеспечения надежности верхних сетевых уровней.

Режим TSCH был введен в 2012 году как поправка (IEEE 802.15.4e) к части управления доступом к среде передачи (MAC). IEEE 802.15.4 стандарт. Поправка была внесена в IEEE 802.15.4 в 2015 году.

Описание

16 каналов доступны в этой полосе частот стандарта IEEE 802.15.4.
Слот-кадр TSCH в диапазоне 2,4 ГГц. Каждый цвет представляет канал уровня 2 (MAC) между двумя устройствами.

Беспроводную связь часто называют ненадежной из-за непредсказуемости беспроводной среды. Хотя беспроводная связь дает много преимуществ (например, отсутствие обслуживания проводов, сокращение затрат ...), отсутствие надежности замедляет внедрение технологий беспроводных сетей.

TSCH стремится снизить влияние непредсказуемости беспроводной среды, чтобы обеспечить возможность использования надежных беспроводных сетей с низким энергопотреблением. Это очень хорошо для экономии энергии узлов, потому что каждый узел использует расписание, позволяющее заранее знать, когда включать или выключать свое радио.[1]

В IEEE 802.15.4 Стандарт использует разные полосы частот, и каждая полоса частот разделена на каналы. В TSCH связь осуществляется с использованием этих разных каналов и в разное время. Однако этот стандарт не определяет, как строить и поддерживать график общения. Было предложено много работ по организации расписания централизованно.[2] или распространены[3][4] путь.

Переключение каналов

Позволять ЧОФ быть смещением канала, назначенным данной ссылке. Смещение канала chOf переводится в частоту f (т.е. в реальный канал) с использованием:

где ASN - это абсолютный номер слота, то есть общее количество слотов, прошедшее с момента развертывания сети. Номер ASN увеличивается в каждом слоте и используется всеми устройствами в сети.

Снижение многолучевого замирания

Многолучевое распространение может создавать внутренние деструктивные помехи беспроводного сигнала, известные как замирания из-за многолучевого распространения. Это явление можно преодолеть, сместив расположение узлов связи или переключив несущую частоту связи.

Механизм переключения каналов TSCH позволяет преодолеть влияние замирания из-за многолучевого распространения путем изменения несущей частоты связи для каждой передачи.[5][6]

Реализации

TSCH реализуется в моделировании или на реальном оборудовании.

Моделирование:

Прошивка:

6ТиЩ

ТСЧ - один из ключевых элементов 6ТиСЧ[7] стек[8] как часть IEEE802.15.4-2015 стандарт.

Использует

Из-за низкого энергопотребления и надежности TSCH (или его предыдущие версии) в основном используются в маломощных Беспроводные сенсорные сети.

Компании используют его в своих беспроводных сенсорных сетях, например Линейная технология[9][10] и Эмерсон[11]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Анализ производительности переключения каналов с временными интервалами IEEE 802.15.4e для низкоскоростных беспроводных сетей» (PDF). KSII Транзакции в Интернете и информационных системах. 7 (1): 15. 2013. Дои:10.3837 / tiis.2013.01.001.
  2. ^ Palattella, M. R .; Accettura, N .; Dohler, M .; Grieco, L.A .; Боггиа, Г. (01.09.2012). «Алгоритм планирования с учетом трафика для надежных маломощных многоскачковых сетей IEEE 802.15.4e». 2012 23-й Международный симпозиум IEEE по персональной, внутренней и мобильной радиосвязи - (PIMRC): 327–332. Дои:10.1109 / PIMRC.2012.6362805. ISBN  978-1-4673-2569-1. S2CID  26494795.
  3. ^ Muraoka, K .; Watteyne, T .; Accettura, N .; Vilajosana, X .; Пистер, К. С. Дж. (2016-08-01). «Простое распределенное планирование с обнаружением коллизий в сетях TSCH» (PDF). Журнал датчиков IEEE. 16 (15): 5848–5849. Bibcode:2016ISenJ..16.5848M. Дои:10.1109 / JSEN.2016.2572961. ISSN  1530-437X. S2CID  13636138.
  4. ^ Accettura, N .; Palattella, M. R .; Boggia, G .; Grieco, L.A .; Долер М. (01.06.2013). «Децентрализованное планирование с учетом трафика для многоузловых сетей с низким энергопотреблением и потерями в Интернете вещей». 2013 14-й Международный симпозиум IEEE по теме «Мир беспроводных, мобильных и мультимедийных сетей» (WoWMoM): 1–6. Дои:10.1109 / WoWMoM.2013.6583485. ISBN  978-1-4673-5827-9. S2CID  34338607.
  5. ^ Ваттейн, Томас; Мехта, Анкур; Пистер, Крис (01.01.2009). «Надежность за счет частотного разнесения: почему переключение каналов имеет смысл». Труды 6-го симпозиума ACM по оценке производительности беспроводных одноранговых, сенсорных и повсеместных сетей. PE-WASUN '09. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 116–123. Дои:10.1145/1641876.1641898. ISBN  9781605586182. S2CID  2434303.
  6. ^ Watteyne, T .; Lanzisera, S .; Mehta, A .; Пистер, К. С. Дж. (01.05.2010). «Снижение затухания из-за многолучевого распространения посредством переключения каналов в беспроводных сенсорных сетях». 2010 Международная конференция по коммуникациям IEEE: 1–5. Дои:10.1109 / ICC.2010.5502548. ISBN  978-1-4244-6402-9. S2CID  7905710.
  7. ^ «IPv6 поверх режима TSCH IEEE 802.15.4e (6тищ) -». datatracker.ietf.org. Получено 2017-07-08.
  8. ^ Деловой канал Internet of Things IoT Inc (2015-04-23), Соединение ОТ и ИТ с 6TiSCH в Интернете вещей, получено 2017-07-08
  9. ^ «Белая книга - Надежные сети беспроводных датчиков с низким энергопотреблением» (PDF). Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  10. ^ Dustnetworks (2011-06-20), Dust Networks: Введение в SmartMesh IP, Крис Пистер, получено 2017-07-08
  11. ^ «Сравнение WirelessHART ™ и ISA100.11a» (PDF). Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)

дальнейшее чтение