Переключение каналов по времени
ТЩ
Международный стандартIEEE 802.15.4
ВведеноСентябрь 2015 г.
ПромышленностьПромышленные беспроводные сенсорные сети

Временное интервальное переключение каналов или синхронизированное по времени переключение каналов (TSCH) — это метод доступа к каналу для сетей с общей средой .

TSCH используется маломощными устройствами для связи с использованием беспроводной связи. Он разработан для маломощных и потеряющих сетей (LLN) и нацелен на обеспечение надежного уровня управления доступом к среде .

TSCH можно рассматривать как комбинацию механизмов множественного доступа с временным разделением каналов и множественного доступа с частотным разделением каналов , поскольку он использует разнесение по времени и частоте для обеспечения надежности верхних уровней сети.

Режим TSCH был представлен в 2012 году как поправка (IEEE 802.15.4e) к разделу Medium Access Control (MAC) стандарта IEEE 802.15.4 . Поправка была включена в IEEE 802.15.4 в 2015 году.

Описание

В этом диапазоне частот в стандарте IEEE 802.15.4 доступно 16 каналов.
Слот-фрейм TSCH на частоте 2,4 ГГц. Каждый цвет представляет собой связь уровня 2 (MAC) между двумя устройствами.

Беспроводная связь часто считается ненадежной из-за непредсказуемости беспроводной среды. Хотя беспроводная связь имеет много преимуществ (например, отсутствие проводов, снижение затрат...), отсутствие надежности замедляет внедрение технологий беспроводных сетей.

TSCH нацелен на снижение влияния непредсказуемости беспроводной среды, чтобы обеспечить использование надежных беспроводных сетей с низким энергопотреблением. Он очень хорош для экономии энергии узлов, поскольку каждый узел использует график, что позволяет ему заранее знать, когда включать или выключать свое радио. [1]

Стандарт IEEE 802.15.4 использует различные диапазоны частот, и каждый диапазон частот разделен на каналы. В TSCH связь осуществляется с использованием этих различных каналов и в разное время. Однако этот стандарт не определяет, как строить и поддерживать график связи. Было предложено много работ для организации графика централизованным [2] или распределенным [3] [4] способом.

Переключение каналов

Пусть chOf будет смещением канала, назначенным данной ссылке. Смещение канала, chOf, преобразуется в частоту f (т.е. реальный канал) с помощью:

ф = Ф ( А С Н + с час О ф ) мод н с час {\displaystyle f=F{(ASN+chOf)\,{\bmod {\,}}n_{ch}}}

где ASN — это абсолютный номер слота, т. е. общее количество слотов, прошедших с момента развертывания сети. ASN увеличивается на каждом слоте и является общим для всех устройств в сети.

Смягчение замирания из-за многолучевого распространения

Многолучевое распространение может создавать внутренние деструктивные помехи беспроводного сигнала, известные как многолучевое замирание. Это явление можно преодолеть, сместив местоположение узлов связи или переключив несущую частоту связи.

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

Реализации

TSCH реализуется в моделировании или на реальном оборудовании.

Моделирование:

Прошивка:

6TiSCH

TSCH является одним из ключевых элементов стека 6TiSCH [7] [8] как части стандарта IEEE802.15.4-2015 .

Использует

Благодаря низкому энергопотреблению и надежности TSCH (или его предыдущие версии) в основном используется в беспроводных сенсорных сетях с низким энергопотреблением .

Компании используют его в своих беспроводных сенсорных сетях, например Linear Technology [9] [10] и Emerson [11].

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Анализ производительности переключения каналов с временными интервалами IEEE 802.15.4e для беспроводных сетей с низкой скоростью" (PDF) . Труды KSII по Интернету и информационным системам . 7 (1): 15. 2013. doi :10.3837/tiis.2013.01.001. S2CID  46306591.
  2. ^ Palattella, MR; Accettura, N.; Dohler, M.; Grieco, LA; Boggia, G. (2012-09-01). "Алгоритм планирования с учетом трафика для надежных маломощных многосетевых сетей IEEE 802.15.4e". 2012 IEEE 23-й Международный симпозиум по персональной, внутренней и мобильной радиосвязи - (PIMRC) . стр.  327–332 . doi :10.1109/PIMRC.2012.6362805. ISBN 978-1-4673-2569-1. S2CID  26494795.
  3. ^ Мураока, К.; Уоттейн, Т.; Акчеттура, Н.; Вилахосана, X.; Пистер, KSJ (01 августа 2016 г.). «Простое распределенное планирование с обнаружением конфликтов в сетях TSCH» (PDF) . Журнал датчиков IEEE . 16 (15): 5848–5849 . Бибкод : 2016ISenJ..16.5848M. дои : 10.1109/JSEN.2016.2572961. ISSN  1530-437X. S2CID  13636138.
  4. ^ Accettura, N.; Palattella, MR; Boggia, G.; Grieco, LA; Dohler, M. (2013-06-01). "Децентрализованное планирование с учетом трафика для многосетевых сетей с низким энергопотреблением и потерями в Интернете вещей". 2013 IEEE 14-й международный симпозиум "Мир беспроводных, мобильных и мультимедийных сетей" (WoWMoM) . стр.  1– 6. doi :10.1109/WoWMoM.2013.6583485. ISBN 978-1-4673-5827-9. S2CID  34338607.
  5. ^ Уоттейн, Томас; Мехта, Анкур; Пистер, Крис (1 января 2009 г.). «Надежность за счет частотного разнесения». Материалы 6-го симпозиума ACM по оценке производительности беспроводных специальных, сенсорных и повсеместных сетей . ПЕ-ВАСУН '09. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM. стр.  116–123 . doi : 10.1145/1641876.1641898. ISBN 9781605586182. S2CID  2434303.
  6. ^ Watteyne, T.; Lanzisera, S.; Mehta, A.; Pister, KSJ (2010-05-01). «Смягчение замирания многолучевого распространения с помощью переключения каналов в беспроводных сенсорных сетях». Международная конференция IEEE по коммуникациям 2010 г. С.  1– 5. doi :10.1109/ICC.2010.5502548. ISBN 978-1-4244-6402-9. S2CID  7905710.
  7. ^ "IPv6 через режим TSCH IEEE 802.15.4e (6tisch) -". datatracker.ietf.org . Получено 2017-07-08 .
  8. ^ Интернет вещей IoT Inc Business Channel (2015-04-23), Bridging OT и IT с 6TiSCH в Интернете вещей , получено 2017-07-08 {{citation}}: |last=имеет общее название ( помощь )
  9. ^ «Белая книга — Надежные беспроводные сенсорные сети с низким энергопотреблением» (PDF) . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  10. ^ dustnetworks (2011-06-20), Dust Networks: SmartMesh IP Introduction, Крис Пистер , получено 2017-07-08
  11. ^ «Сравнение WirelessHART™ и ISA100.11a» (PDF) . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

Дальнейшее чтение

  • rfc:7554 Использование IEEE 802.15.4e Time-Slotted Channel Hopping (TSCH) в Интернете вещей (IoT): постановка проблемы
  • https://www.springer.com/gp/book/9783319039916 4.2 Режим переключения каналов с временными интервалами (TSCH)
  • http://www.openmote.com/standards/ieee-802154e.html
  • Хам, Оливер; Аджих, Седрик; Бачелли, Эммануэль; Шмидт, Томас К.; Велиш, Маттиас (2016), Пример переключения каналов с временными интервалами для ICN в Интернете вещей , arXiv : 1602.08591 , Bibcode : 2016arXiv160208591H
  • Адаптивное переключение каналов с временными интервалами для беспроводных сенсорных сетей (PDF)
  • Таваколи, Расул; Наби, Маджид; Бастен, Тван; Гуссенс, Кис (2015), «Улучшенное переключение каналов с временными интервалами в беспроводных сетях с использованием неинтрузивной оценки качества канала», 12-я международная конференция IEEE 2015 года по мобильным специальным и сенсорным системам , стр.  217–225 , doi :10.1109/MASS.2015.48, ISBN 978-1-4673-9101-6, S2CID  537763
  • http://www.iet.unipi.it/g.anastasi/talks/2014-Guangzhou.pdf
  • http://electronicdesign.com/iot/wireless-sensor-networking-industrial-iot
  • http://www.newelectronics.co.uk/electronics-technology/wireless-sensor-networking-for-the-industrial-internet-of-things/111895/
  • http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1322232
  • https://www.youtube.com/watch?v=lhxeWy8WfKw
  • http://www.electronicdesign.com/industrial/factory-automation-banks-wireless-and-ai-technology-succeed
  • http://www.ipwatchdog.com/2015/12/29/texas-instruments-maintains-pace-of-innovation/id=64159/
  • http://www.edn.com/design/analog/4426319/Low-Power-wireless-sensor-networks-for-the-Internet-of-Things-
  • http://www.businesswire.com/news/home/20121021005034/en/Freescale-Announces-IPv6-Based-Metropolitan-Area-Network-Development
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Переключение_каналов_по_временному_интервалу&oldid=1252278836"