Enabling Flow-level Reliability on FTDMA Schedules with efficient Hop-by-hop Over-provisioning - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2016

Enabling Flow-level Reliability on FTDMA Schedules with efficient Hop-by-hop Over-provisioning

Fiabilisation des échéanciers FTDMA à l'aide de retransmissions saut par saut efficaces

Abstract

The industrial Internet of Things (IoT) relies on efficient and reliable communications from the source devices to the network gateways. The challenge resides in providing reliable multi-hop radio paths. Indeed, even in the case of synchronized nodes following a Frequency-Time Division Multiple Access (FTDMA) schedule, the radio links suffer from interference and packet losses. Resource allocation algorithms on FTDMA must take into account the requirements of the applications in terms of delivery. We propose two allocation mechanisms enabling retransmissions, first uniform, and second hop by hop. They give each flow on the network the possibility to satisfy its applicative end-to-end delivery constraint. By reducing the amount of resource necessary for retransmissions, and balancing the allocations on the relay nodes, we provide a robust and efficient resource allocation. In order to validate our approach, we implement our mechanisms enabling retransmissions on top of the state of the art algorithm, Traffic-Aware Scheduling Algorithm (TASA). By the means of simulations, we show the gains of our proposals in terms of reliability, and their cost in terms of number of allocations.
Dans un environnement industriel, la collecte d'information pour l'Internet des Objets (IoT), par le biais de réseau radio multi-saut est sujette au problème de la fiabilité. En effet, même dans le cas où les noeuds sont synchrones et suivent un échéancier de type Frequency-Time Division Multiple Access (FTDMA), les liens subissent de l'interférence et des pertes de paquets. Les algorithmes d'allocation de ressources sur FTDMA doivent prendre en compte les contraintes de fiabilité attendues par les différentes applications. Nous proposons deux mécanismes d'allocation permettant des retransmissions, d'abord uniforme, puis saut par saut. Ils permettent à chaque flux présent sur le réseau de valider sa contrainte de taux de livraison applicatif et bout-en-bout. En réduisant le nombre de ressources nécessaires aux retransmissions, et en les répartissant sur les noeuds relais, nous rendons notre allocation fiable et efficace en énergie. Afin de valider notre approche, nous intégrons nos mécanismes de prise en compte des retransmissions dans l'algorithme qui fait référence dans l'état de l'art, Traffic-Aware Scheduling Algorithm (TASA). Nous montrons au moyen de simulations les gains de nos approches en termes de fiabilité, et leurs couts en termes de quantité de ressources allouées.
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Dates and versions

hal-01278077 , version 1 (23-02-2016)
hal-01278077 , version 2 (23-04-2016)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01278077 , version 2

Cite

Guillaume Gaillard, Dominique Barthel, Fabrice Theoleyre, Fabrice Valois. Enabling Flow-level Reliability on FTDMA Schedules with efficient Hop-by-hop Over-provisioning. [Research Report] RR-8866, INRIA Grenoble - Rhône-Alpes. 2016. ⟨hal-01278077v2⟩
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