11、工业无线网络中事件触发和时间触发流的实时调度

工业无线网络中事件触发和时间触发流的实时调度

在工业无线网络（IWNs）中，实时调度对于确保数据的及时传输至关重要。本文将介绍三种实时调度方法：虚拟周期法（VP）、时隙最小化法（SM）和反向调度法（RS），并提出一种结合这三种方法优势的组合算法（CA）。

1. 调度算法基础

在每个时隙 (t)，如果存在空闲信道且有数据包等待调度，将尝试调度优先级最高的数据包。对于事件触发数据包 (v_k)，需要检查所有预留间隔中的第 (t) 个时隙是否可分配给该数据包。若当前事件触发流与已占用节点无冲突，则可在第 (t) 个时隙和空闲信道上调度该流。对于时间触发数据包，调度过程类似，但只检查当前传输是否可使用时隙 (t)，不考虑下一个周期的第 (t) 个时隙。若数据包错过截止时间，网络调度失败；否则，所有调度完成后返回结果 (S)。该算法的时间复杂度为 (O(|V| \cdot H_{sm}))。

在特定区间 ([0, y)) 内，为流 (f_e^i) 预留的时隙数为 (\left\lfloor\frac{y}{d_e^i + 1}\right\rfloor \times c_e^i)，节点预留数为 (\left\lfloor\frac{y}{d_e^i + 1}\right\rfloor \times c_e^i \times (c_e^i + 1))。

2. 反向调度法（RS）

SM 方法虽能最小化预留时隙数，但路由路径上的所有节点在预留时隙内都必须被占用。为减少时隙和节点预留，提出了反向调度法（RS）。在 RS 方法中，一个预留时隙通常只允许一次传输，除非同一流的其他数据包没有其他可用时隙。预留用于传输一个数据包的时隙称为时隙安排。