Cambio de canal con franja horaria

El salto de canal con ranuras de tiempo o salto de canal sincronizado en el tiempo (TSCH) es un método de acceso al canal para redes de medio compartido .

TSCH es utilizado por dispositivos de baja potencia para comunicarse mediante un enlace inalámbrico. Está diseñado para redes de baja potencia y con pérdidas (LLN) y tiene como objetivo proporcionar una capa de control de acceso al medio confiable .

TSCH puede considerarse una combinación de mecanismos de acceso múltiple por división de tiempo y acceso múltiple por división de frecuencia, ya que utiliza la diversidad en el tiempo y la frecuencia para proporcionar fiabilidad a las capas superiores de la red.

El modo TSCH se introdujo en 2012 como una enmienda (IEEE 802.15.4e) a la sección de Control de Acceso al Medio (MAC) del estándar IEEE 802.15.4 . Dicha enmienda se incorporó al estándar IEEE 802.15.4 en 2015.

Descripción

En esta banda de frecuencia, según el estándar IEEE 802.15.4, hay 16 canales disponibles. — Un slotframe TSCH en la banda de 2,4 GHz. Cada color representa un enlace de capa 2 (MAC) entre dos dispositivos.

Las comunicaciones inalámbricas suelen considerarse poco fiables debido a la imprevisibilidad del medio inalámbrico. Si bien ofrecen muchas ventajas (por ejemplo, ausencia de mantenimiento de cables, reducción de costes, etc.), la falta de fiabilidad frena la adopción de las tecnologías de redes inalámbricas.

TSCH tiene como objetivo reducir el impacto de la imprevisibilidad del medio inalámbrico para permitir el uso de redes inalámbricas confiables de baja potencia. Es muy eficaz para ahorrar energía de los nodos porque cada nodo comparte una programación, lo que le permite saber con anticipación cuándo encender o apagar su radio. ^{[ 1 ]}

El estándar IEEE 802.15.4 utiliza diferentes bandas de frecuencia, y cada banda se divide en canales. En TSCH, las comunicaciones se realizan utilizando estos canales y en diferentes momentos. Sin embargo, este estándar no define cómo construir y mantener la programación de comunicaciones. Se han propuesto numerosos trabajos para organizar la programación de forma centralizada ^{[ 2 ]} o distribuida ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} .

cambio de canal

Sea chOf el desplazamiento del canal, asignado a un enlace determinado. El desplazamiento del canal, chOf, se traduce a una frecuencia f (es decir, un canal real) mediante:

$f=F{(ASN+chOf)\,{\bmod {\,}}n_ {ch}}$

donde ASN es el Número Absoluto de Ranura, es decir, el número total de ranuras transcurridas desde que se implementó la red. El ASN se incrementa en cada ranura y es compartido por todos los dispositivos de la red.

Mitigación del desvanecimiento por trayectos múltiples

La propagación multitrayecto puede generar interferencia destructiva interna en una señal inalámbrica, fenómeno conocido como desvanecimiento multitrayecto. Este fenómeno puede superarse cambiando la ubicación de los nodos de comunicación o modificando la frecuencia portadora.

El mecanismo de salto de canal de TSCH permite superar el impacto del desvanecimiento por trayectos múltiples cambiando la frecuencia portadora de comunicación para cada transmisión. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Implementaciones

TSCH se implementa en simulación o en hardware real.

Simulación:

NS2
OpenWSN

Firmware:

6TiSCH

TSCH es uno de los elementos clave de la pila 6TiSCH ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} como parte del estándar IEEE802.15.4-2015 .

Usos

Debido a su bajo consumo de energía y fiabilidad, TSCH (o sus versiones anteriores) se utiliza principalmente en redes de sensores inalámbricas de baja potencia .

Las empresas lo están utilizando en sus redes de sensores inalámbricos, como Linear Technology ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} y Emerson ^{[ 11 ].}

Véase también

Referencias

↑ "Análisis de rendimiento del salto de canal con ranuras de tiempo IEEE 802.15.4e para redes inalámbricas de baja velocidad" (PDF) . KSII Transactions on Internet and Information Systems . 7 (1): 15. 2013. doi : 10.3837/tiis.2013.01.001 . S2CID 46306591 .
↑ Palattella, MR; Accettura, N.; Dohler, M.; Grieco, LA; Boggia, G. (2012-09-01). "Algoritmo de planificación sensible al tráfico para redes IEEE 802.15.4e multi-salto de baja potencia y confiables". 2012 IEEE 23rd International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications - (PIMRC) . pp. 327–332 . doi : 10.1109/PIMRC.2012.6362805 . ISBN 978-1-4673-2569-1. S2CID 26494795 .
^ Muraoka, K.; Watteyne, T.; Accettura, N.; Vilajosana, X.; Pister, KSJ (1 de agosto de 2016). "Programación distribuida simple con detección de colisiones en redes TSCH" (PDF) . Revista de sensores IEEE . 16 (15): 5848– 5849. Bibcode : 2016ISenJ..16.5848M . doi : 10.1109/JSEN.2016.2572961 . ISSN 1530-437X . S2CID 13636138 .
↑ Accettura, N.; Palattella, MR; Boggia, G.; Grieco, LA; Dohler, M. (2013-06-01). "Planificación descentralizada con conciencia del tráfico para redes con pérdidas de baja potencia y múltiples saltos en el Internet de las cosas". 2013 IEEE 14th International Symposium on "A World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks" (WoWMoM) . pp. 1–6 . doi : 10.1109/WoWMoM.2013.6583485 . ISBN 978-1-4673-5827-9. S2CID 34338607 .
^ Watteyne, Thomas; Mehta, Ankur; Pister, Kris (1 de enero de 2009). "Fiabilidad a través de diversidad de frecuencias". Actas del sexto simposio de ACM sobre evaluación del rendimiento de redes inalámbricas ad hoc, de sensores y ubicuas . PE-WASUN '09. Nueva York, NY, Estados Unidos: ACM. págs. 116-123 . doi : 10.1145/1641876.1641898 . ISBN 9781605586182. S2CID 2434303 .
↑ Watteyne, T.; Lanzisera, S.; Mehta, A.; Pister, KSJ (1 de mayo de 2010). "Mitigación del desvanecimiento por multitrayectoria mediante salto de canal en redes de sensores inalámbricas". Conferencia Internacional IEEE de Comunicaciones de 2010. págs. 1–5 . doi : 10.1109/ICC.2010.5502548 . ISBN 978-1-4244-6402-9. S2CID 7905710 .
↑ "IPv6 sobre el modo TSCH de IEEE 802.15.4e (6tisch) -" . datatracker.ietf.org . Consultado el 8 de julio de 2017 .
↑ Internet of Things IoT Inc Business Channel (23/04/2015), Uniendo OT e IT con 6TiSCH en el Internet de las Cosas , consultado el 08/07/2017.{{citation}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda )
↑ "Libro Blanco - Redes de sensores inalámbricos fiables y de bajo consumo" (PDF) .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )
↑ dustnetworks (2011-06-20), Dust Networks: Introducción a SmartMesh IP, Kris Pister , consultado el 2017-07-08
↑ "Una comparación de WirelessHART™ e ISA100.11a" (PDF) .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )

Lecturas adicionales

RFC: 7554 Uso de la técnica de salto de canal con ranuras de tiempo (TSCH) IEEE 802.15.4e en el Internet de las cosas (IoT): Declaración del problema
https://www.springer.com/gp/book/9783319039916 4.2 Modo de salto de canal con ranura de tiempo (TSCH)
http://www.openmote.com/standards/ieee-802154e.html
Hahm, Oliver; Adjih, Cédric; Baccelli, Emmanuel; Schmidt, Thomas C.; Wählisch, Matthias (2016), Un caso para el salto de canal con ranuras de tiempo para ICN en el IoT , arXiv : 1602.08591 , Bibcode : 2016arXiv160208591H
Salto de canal adaptativo con ranuras de tiempo para redes de sensores inalámbricas (PDF)
Tavakoli, Rasool; Nabi, Majid; Basten, Twan; Goossens, Kees (2015), "Salto de canal con ranuras de tiempo mejorado en redes de sensores inalámbricas mediante estimación no intrusiva de la calidad del canal", 2015 IEEE 12.ª Conferencia Internacional sobre Sistemas Móviles Ad Hoc y de Sensores , pp. 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
https://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
https://www.electronicdesign.com/industrial/factory-automation-banks-wireless-and-ai-technology-succeed
https://www.ipwatchdog.com/2015/12/29/texas-instruments-maintains-pace-of-innovation/id=64159/
http://www.edn.com/design/analog/4426319/Redes de sensores inalámbricos de bajo consumo para el Internet de las cosas
http://www.businesswire.com/news/home/20121021005034/en/Freescale-Announces-IPv6-Based-Metropolitan-Area-Network-Development

[1] "Análisis de rendimiento del salto de canal con ranuras de tiempo IEEE 802.15.4e para redes inalámbricas de baja velocidad" (PDF) . KSII Transactions on Internet and Information Systems . 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). "Algoritmo de planificación sensible al tráfico para redes IEEE 802.15.4e multi-salto de baja potencia y confiables". 2012 IEEE 23rd International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications - (PIMRC) . pp. 327–332 . doi : 10.1109/PIMRC.2012.6362805 . ISBN 978-1-4673-2569-1. S2CID 26494795 .

[3] Muraoka, K.; Watteyne, T.; Accettura, N.; Vilajosana, X.; Pister, KSJ (1 de agosto de 2016). "Programación distribuida simple con detección de colisiones en redes TSCH" (PDF) . Revista de sensores IEEE . 16 (15): 5848– 5849. Bibcode : 2016ISenJ..16.5848M . doi : 10.1109/JSEN.2016.2572961 . ISSN 1530-437X . S2CID 13636138 .

[4] Accettura, N.; Palattella, MR; Boggia, G.; Grieco, LA; Dohler, M. (2013-06-01). "Planificación descentralizada con conciencia del tráfico para redes con pérdidas de baja potencia y múltiples saltos en el Internet de las cosas". 2013 IEEE 14th International Symposium on "A World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks" (WoWMoM) . pp. 1–6 . doi : 10.1109/WoWMoM.2013.6583485 . ISBN 978-1-4673-5827-9. S2CID 34338607 .

[5] Watteyne, Thomas; Mehta, Ankur; Pister, Kris (1 de enero de 2009). "Fiabilidad a través de diversidad de frecuencias". Actas del sexto simposio de ACM sobre evaluación del rendimiento de redes inalámbricas ad hoc, de sensores y ubicuas . PE-WASUN '09. Nueva York, NY, Estados Unidos: ACM. págs. 116-123 . doi : 10.1145/1641876.1641898 . ISBN 9781605586182. S2CID 2434303 .

[6] Watteyne, T.; Lanzisera, S.; Mehta, A.; Pister, KSJ (1 de mayo de 2010). "Mitigación del desvanecimiento por multitrayectoria mediante salto de canal en redes de sensores inalámbricas". Conferencia Internacional IEEE de Comunicaciones de 2010. págs. 1–5 . doi : 10.1109/ICC.2010.5502548 . ISBN 978-1-4244-6402-9. S2CID 7905710 .

[7] "IPv6 sobre el modo TSCH de IEEE 802.15.4e (6tisch) -" . datatracker.ietf.org . Consultado el 8 de julio de 2017 .

[8] Internet of Things IoT Inc Business Channel (23/04/2015), Uniendo OT e IT con 6TiSCH en el Internet de las Cosas , consultado el 08/07/2017.{{citation}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda )

[9] "Libro Blanco - Redes de sensores inalámbricos fiables y de bajo consumo" (PDF) .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )

[10] ustnetworks (2011-06-20), Dust Networks: Introducción a SmartMesh IP, Kris Pister , consultado el 2017-07-08

[11] "Una comparación de WirelessHART™ e ISA100.11a" (PDF) .{{cite journal}}: Para citar una revista se requiere |journal=( ayuda )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ].