[发明专利]一种面向TSCH网络的多路径联合调度方法

说明书

本发明属于IPv6无线传感网络技术领域，具体涉及一种面向TSCH网络的多路径联合调度方法，包括通过RPL路由协议，采用基于ETX的代价函数确定出各个节点的最优父节点和次优父节点，且最优父节点和次优父节点的父节点为同一最优祖父节点；基于各个节点Rank值大小，采用最优父节点或次优父节点完成最优路径和次优路径构建，并确定从最优路径或者次优路径传输数据包；对数据流进行类型划分，按照相应类型为数据流分配传输时隙；根据传输时隙构建调度时隙表，基于所述调度时隙表完成调度。本发明能提高网络的可靠性的同时，实现网络通信过程中的数据流隔离，达到无冲突传输的效果，特别针对网络中部分节点故障或链路质量过差情况，能够提高通信可靠性。

技术领域

本发明属于IPv6无线传感器网络技术领域，具体涉及一种面向TSCH网络的多路径联合调度方法。

背景技术

无线传感网络凭借功耗低、部署快、效率高等特点广泛应用于各个领域，如工业自动化和控制场景、航空电子设备以及工业生产现场。由于工业应用中高可靠性和低时延的通信需求，迫切需要在多跳的网络中，通过多路径提高数据传输的可靠性，并在工业网络中使得不同数据流实现隔离，完成不同数据的联合调度。

为了提高TSCH网络中各类数据交付的可靠性，RPL(Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks，低功耗有损网络路由协议)路由协议建立多跳拓扑，促进了无线传感网络与互联网之间的相互融合，实现了传感器节点设备与互联网主机设备之间的端到端通信。基于RPL构建网络的多路径路由，通过构建相关的多路径，主要通过父节点选取机制，构造链路质量较高的路径，实现数据的可靠传输，并以根节点进行集中式的调度。

现阶段研究主要通过启发式的方法识别网络中的路径信息，为数据流提供多条路径，通过增加传输机会以达到高可靠性要求，使得个别节点能耗过大。或者通过复制相关路径的数据包，但使得网络中的数据包冗余，会造成大量节点的网络拥塞。

发明内容

为了保证TSCH网络的可靠性和确定性通信，确保每个数据包在时延内成功交付，同时缓解网络中部分节点故障等现象，本发明结合RPL路由协议提出一种面向TSCH网络的多路径联合调度方法，具体包括以下步骤：

S1：通过RPL路由协议，采用基于ETX的代价函数确定出各个节点的最优父节点和次优父节点，且最优父节点和次优父节点的父节点为同一最优祖父节点；

S2：基于各个节点Rank值大小，采用最优父节点或次优父节点完成最优路径和次优路径构建，并确定从最优路径或者次优路径传输数据包；

S3：对数据流进行类型划分，按照相应类型为数据流分配传输时隙；

S4：根据所述传输时隙构建调度时隙表，基于所述调度时隙表完成调度。

本发明的有益效果在于：

1)本发明能够通过节点分布式构建多路径，通过选取最优与次优父节点，实现多路径路由，从而提高网络的通信可靠性。

2)本发明能够对不同数据流联合调度，实现TSCH下的无冲突传输，在数据流截止时间内完成数据包的交付。

附图说明

图1为本发明的整体流程图；

图2为本发明的构建多路径的说明图；

图3为本发明的构建多路径流程图；

图4为本发明的多路径构建示例图；

图5为本发明的各类型数据流传输时刻流程图；

图6为本发明的基于上述多路径示例的调度表示例图；

图7为本发明的联合调度表生成说明图。

具体实施方式