面向6TiSCH网络调度与路由的 novel 能效跨层设计
网络与互联网体系结构
2025-04-11 v2
摘要
6TiSCH协议栈在为工业物联网 (IIoT) 提供可靠且能效的通信方面发挥着关键作用。然而，它面临着网络形成时间延长、父节点切换不高效、控制数据包开销大以及资源利用不足等挑战。为解决这些问题，本文提出一种新颖的跨层优化框架，旨在增强调度函数 (SF)、低功耗耗网络路由协议 (RPL) 以及队列管理之间的协调。我们的解决方案引入了基于时槽的父节点切换机制，以缓解队列溢出；提出早期时槼预留策略；并优化时槼锁定策略以提高时槼可用性。为降低控制开销，该方法将6P细胞预留信息合并至RPL控制数据包 (DIO/DAO)，从而最小化父节点切换和节点加入期间的控制数据包交换。经过优化的时槼选择进一步降低延迟和抖动。通过在6TiSCH模拟器上进行大量仿真测试，并在不同网络密度和流量负载下评估，我们证明该方法在流量负载、加入时间、延迟和能效等方面均显著优于标准6TiSCH基准。这些改进使该方案适用于面向时序要求严格的IIoT应用。
引用
@article{arxiv.2403.12949,
title = {A Novel Energy-Efficient Cross-Layer Design for Scheduling and Routing in 6TiSCH Networks},
author = {Ahlam Hannachi and Wael Jaafar and Salim Bitam and Nabil Ouazene},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.12949},
year = {2025}
}
备注
46 pages (single-column), 20 figures, accepted in Elsevier Computer Communications Journal