One of major issues of industrial internet-of-things (IIoT) is to design energy-efficient wireless networks. The 6TiSCH wireless networks are becoming key components of IIoT, because of their high energy efficiency as well as their robust operations in multi-path fading and jamming environments which are typical in industrial applications. To achieve high energy efficiency in operation of 6TiSCH wireless network, optimal link scheduling with all the nodes consisting of the 6TiSCH wireless network is considered critical. Optimal link scheduling can be characterized by some features such as collision-free link transmission and minimum use of network resource, e.g., timeslots and frequency offsets. To implement 6TiSCH network offering features of collision-free link transmission and minimum use of network resource, a priority-based link scheduling technique is proposed in this thesis. The proposed technique attempts to optimize the link scheduling by assigning specific priority to each node. Link transmission priority of each node is determined by its rank in the whole 6TiSCH network, interference plus noise at the node, and number of packets of the node to transmit within a slotframe. Based on the priorities of all the nodes in the 6TiSCH network, optimal link scheduling is performed by optimization algorithm. Results of optimal priorities to all the nodes are Pareto-optimal trade-off points. Proposed technique for 6TiSCH wireless network allows global priority assignment, distributed link scheduling, non-sequential scheduling, parallel transmission, and adaptation of topology change. Performance of the proposed technique is compared with those of other link scheduling algorithms.
IIoT (industrial internet-of-things)의 주요 쟁점 중 하나는 에너지 효율적인 무선 네트워크를 설계하는 것이다. 6TiSCH 무선 네트워크는 산업 애플리케이션에서 일반적인 다중 경로 페이딩 (multi-path fading) 및 재밍 (jamming) 환경에서의 높은 에너지 효율성뿐만 아니라 강건한 운용 때문에 IIoT의 주요 구성 요소가 되고 있다. 6TiSCH 무선 네트워크의 운용에서 높은 에너지 효율을 달성하기 위해서는 6TiSCH 무선 네트워크로 구성된 모든 노드와의 최적의 링크 스케줄링이 필요하다. 최적의 링크 스케줄링은 충돌 없는 링크 전송 및 네트워크 자원의 최소 사용 (예를 들어, 타임 슬롯 및 주파수 오프셋)과 같은 몇몇 특징에 의해 특징지어질 수 있다. 충돌 없는 링크 전송 및 네트워크 자원의 최소 사용을 제공하는 6TiSCH 네트워크 구현을 위해 본 논문에서는 우선순위 기반 링크 스케줄링 기법을 제안한다. 제안된 기법은 각 노드에 특정 우선순위를 할당함으로써 링크 스케줄링을 최적화한다. 각 노드의 링크 전송 우선순위는 전체 6TiSCH 네트워크에서의 rank, 노드에서의 간섭과 잡음의 합 및 슬롯 프레임 내에서 전송할 노드의 패킷 수에 의해 결정된다. 6TiSCH 네트워크의 모든 노드의 우선순위에 기반하여 최적의 링크 스케줄링이 최적화 알고리즘에 의해 수행된다. 모든 노드에 대한 최적의 우선순위 결과는 파레토 trade-off 점들이다. 6TiSCH 무선 네트워크에 대한 제안된 기술은 전역 우선순위 할당, 분산된 링크 스케줄링, 비순차적 스케줄링, 병렬 전송 및 토폴로지 변경의 적응을 가능하게 한다. 제안된 기법의 성능은 다른 링크 스케줄링 알고리즘의 성능과 비교된다.
