基于信道评估的IEEE 802.15.4e TSCH快速接入方案

时隙信道跳频(TimeSlotted Channel Hopping,TSCH)是IEEE 802.15.4e标准中定义的接入行为技术之一。在TSCH模式下,想要加入网络的新节点需要侦听到包含网络信息的EBs,但是IEEE 802.15.4e标准没有给出与EBs相关的广播策略,而EBs的广播策略是新节点快速加入网络的关键性技术之一,目前学术界虽然提出了许多解决方案,但却十分依赖于网络密度,且没有考虑实际中的干扰。为此,文中主要研究了TSCH在存在严重干扰的环境下的网络的形成过程,提出了基于信道评估(HSJCE)的快速接入方案,通过设计一个新的时隙帧结构对信道质量进行评估排序,同时采用新的加入节点和同步器机制增加发送的EBs数量和选择质量最优的信道来发送和侦听EBs。实验数据及其分析充分表明,新的加入和同步机制大大增加了加入节点成功侦听到EBs的概率且不依赖网络密度,即使在严重拥堵的情况下,HSJCE也能提供较短的加入时间。

TSCH网络中基于自适应混合信道分配的快速传递方法

时隙信道跳频技术(time slotted channel hopping,TSCH)是IEEE 802.15.4e标准中定义的五大接入行为技术之一。研究表明,TSCH模式下单一的动静态信道分配的无线传感器网络具有较高的堵塞率,造成了不必要的能量浪费。为此,提出在TSCH模式下测量无线传感器网络的链路质量变化的方式采用自适应混合信道分配策略(AHCA),该策略对部分信道质量进行估计,决定节点是否要在此信道上传输,以及节点信息传输的最佳信道,根据传送信息量的大小变化对动静信道比例自适应调整的混合信道分配(hybrid channel allocation,HCA)方案,以减少能量消耗。在Contiki的Cooja平台上进行实验仿真,实验结果表明,在大多数情况下,该方案比单一的动态静态信道分配的无线传感器网络具有更短的传送时间和更低的堵塞率,对信道资源进行了更加合理有效的调节和测量及分析和使用,可以从根本上增加单位时间内无线传感器网络的信息传送量,得到延长无线传感器网络寿命的目的。