在拥挤的6TiSCH环境中使用K-Means集群改进了细胞分配策略
Fransiskus Xaverius Kevin Koesnadi1, Sang-Hwa Chung1
1Department of Information Convergence Engineering, Pusan National University, Busan 46241, Republic of Korea.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 14, 2024
概括
本研究介绍了6TiSCH网络的K-means集群策略,以优化工业物联网 (IIoT) 的性能. 该方法增强了细胞分配,减少了延迟时间,并在拥挤的环境中改善了数据传输.
科学领域:
- 网络和通信 网络和通信
- 无线传感器网络 无线传感器网络
- 事物的工业互联网 (IIoT)
背景情况:
- 6TiSCH协议 (IEEE 802.15.4e) 对于IIoT至关重要,它采用时间间隔通道跳转 (TSCH) 进行可靠的通信.
- 拥堵和资源分配效率低下是6TiSCH网络的重大挑战,影响性能.
研究的目的:
- 为6TiSCH网络使用K-means集群提出和评估一个创新的单元分配策略.
- 为了优化资源分配,减少网络拥堵,并提高IIoT应用程序的整体性能.
主要方法:
- 实施了一个节点位置集群策略,使用K-means算法对节点进行分组.
- 根据交通模式和集群内的空间节点分布,动态调整的单元格容量.
- 使用6TiSCH模拟器评估了战略,并使用低功耗和损耗网络 (RPL) 路由协议 (OF0,MRHOF) 的目标函数分析了性能.
主要成果:
- 采用K-means集群方法显著提高了插槽的利用率,并减少了通信延迟.
- 在OF0下,延迟降低了30.01%,加入时间提高了15.95%,数据包交付率增加了8%,吞吐量增加了13.82%.
- 使用MRHOF,数据包交付比率提高了12.34%,延迟减少了21.06%,连接时间更快12.68%,吞吐量增加了25.97%.
结论:
- 拟议的基于K介质的单元分配策略有效地解决了6TiSCH网络的拥堵问题.
- 这种方法大大提高了网络性能指标,为IIoT应用提供了强大的解决方案.
