Verteilte PID-basierte Zeitplanung für 6TiSCH-Netzwerke

Abstrakt

Industrielle Netze mit geringem Stromverbrauch werden dank der Standardisierung von Schnittstellen der Netzwerkebene zum Knotenpunkt von Betriebstechnologien und dem Internet. Einer der wichtigsten Förderer dieser Entwicklung ist die IETF 6TiSCH WG, die sich mit dem Netzwerkmanagement und der IP-Integration von TSCH-Netzwerken (Time Synchronized Channel Hopping) befasst, wie sie von der IEEE802.15.4 TG entwickelt wurden. Die 6TiSCH WG definiert die betriebliche Schnittstelle und den Mechanismus, mit dem der Netzplan auf die Geräte im Netz verteilt werden kann. Diese operative Teilschicht, 6top genannt, unterstützt die verteilte Zeitplanung und ermöglicht es den Implementierern, die Zeitplanungspolitik zu definieren, wobei lediglich der Verteilungsmechanismus standardisiert wird. In diesem Schreiben wird eine neuartige verteilte Planungspolitik vorgeschlagen, die auf dem bekannten industriellen Steuerungsparadigma der Proportional-, Integral- und Derivatsteuerung (PID) basiert. Die vorgeschlagene Technik ist vollständig dezentralisiert und ermöglicht es jedem Knoten, die Anzahl der zu verteilenden Zellen entsprechend seiner Verkehrsnachfrage zu bestimmen. Der Mechanismus reagiert auf plötzliche oder sprunghafte Verkehrsmuster und bleibt gleichzeitig konservativ bei der Überbelegung von Zellen.