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A systematic review and Q-learning-based design of scheduling functions for 6tisch networks.

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dc.creator Cardel, Victor Soares
dc.date.accessioned 2025-08-18T13:04:57Z
dc.date.available 2025-08-18T13:04:57Z
dc.date.issued 2025-07-24
dc.identifier.citation CARDEL, Victor Soares. A systematic review and Q-Learning-based design of sheduling functions for 6TiSCH networks. 2025. 78 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2025. pt_BR
dc.identifier.uri https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42742
dc.description.abstract An IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e (6TiSCH) network provides IPv6 connectivity through IEEE 802.15.4 links governed by Time Slotted Channel Hopping (TSCH). TSCH is a medium access control for low-power and lossy networks, providing low energy consumption, high reliability, and deterministic latency through time-division multiplexing. To achieve this goal, 6TiSCH defines a component responsible for determining the best communication scheduling of devices, called an Scheduling Function (SF). The design and implementation of SFs, being context-dependent, is a current topic of study in the literature. Thus, many different scheduling functions were proposed, each with its particular trade-offs. Additionally, Artificial Intelligence (AI), in particular machine learning, emerges as a prominent tool for its capacity to promote adaptability and flexibility. Although previous works have proposed comparisons of different scheduling strategies, the systematization of AI algorithms for 6TiSCH has not been explored in detail. This work proposes such a review, presenting an analysis of the current state of AI-based scheduling methods. Additionally, this work advances the state of the art by presenting, evaluating, and comparing two new Q-learning SFs with the current state of the art of SFs for 6TiSCH. The experimental results show the promising potential of the proposed approaches. pt_BR
dc.language eng pt_BR
dc.publisher Universidade Federal da Bahia pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Redes sem FIo pt_BR
dc.subject Q-learning - Aprendizado por reforço pt_BR
dc.subject Funções de escalonamento pt_BR
dc.subject Algoritmos - Escalonamento pt_BR
dc.subject.other Wireless Networks pt_BR
dc.subject.other Q-learning - Reinforcement learning pt_BR
dc.subject.other Scheduling functions pt_BR
dc.subject.other Algorithms - Scheduling pt_BR
dc.title A systematic review and Q-learning-based design of scheduling functions for 6tisch networks. pt_BR
dc.title.alternative Uma revisão sistemática e design baseado em Q-learning de funções de agendamento para redes 6tisch. pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP)  pt_BR
dc.publisher.initials UFBA pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO pt_BR
dc.contributor.advisor1 Santos, Bruno Pereira dos
dc.contributor.advisor1ID https://orcid.org/0000-0003-4501-2323 pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/0092226104911153 pt_BR
dc.contributor.advisor2 Rettore, Paulo Henrique Lopes
dc.contributor.advisor2ID https://orcid.org/0000-0002-5491-7274 pt_BR
dc.contributor.advisor2Lattes http://lattes.cnpq.br/9765485978306232 pt_BR
dc.contributor.referee1 Santos, Bruno Pereira dos
dc.contributor.referee1ID https://orcid.org/0000-0003-4501-2323 pt_BR
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/0092226104911153 pt_BR
dc.contributor.referee2 Rettore, Paulo Henrique Lopes
dc.contributor.referee2ID https://orcid.org/0000-0002-5491-7274 pt_BR
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/9765485978306232 pt_BR
dc.contributor.referee3 Rios, Tatiane Nogueira
dc.contributor.referee3Lattes http://lattes.cnpq.br/0851148137941240 pt_BR
dc.contributor.referee4 Freitas, Allan Edgard Silva
dc.contributor.referee4ID https://orcid.org/0000-0003-2503-3100 pt_BR
dc.contributor.referee4Lattes http://lattes.cnpq.br/2901867166038988 pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/5717984026722567 pt_BR
dc.description.resumo A tecnologia IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e (6TiSCH) permite a operação de redes IPv6 em enlaces IEEE 802.15.4, as quais são gerenciadas pelo protocolo Time Slotted Channel Hopping (TSCH). O TSCH é um protocolo de acesso ao meio para redes sem fio de baixa potência, oferecendo baixo consumo, latência determinística e alta confiabilidade por meio de multiplexação tempo-frequência. Para tanto, o 6TiSCH usa Scheduling Functions (SFs) para definir os melhores momentos de comunicação dos dispositivos. A implementação das SFs, dependente do contexto da comunicação, é um tópico de estudo na literatura. Diversos trabalhos propuseram esquemas de escalonamento com vantagens e desvantagens. A Inteligência Artificial (IA), especialmente o aprendizado de máquina, surge como ferramenta promissora para adaptação e flexibilidade. Apesar de diversos estudos compararem estratégias de escalonamento, a sistematização de algoritmos de IA para 6TiSCH ainda carece de exploração. Este trabalho se propõe a realizar essa revisão, apresentando uma análise da atual conjuntura da utilização de IA na elaboração de SFs para 6TiSCH. Este trabalho avança ao apresentar, avaliar e comparar dois novos métodos de escalonamento baseado em Q-learning com o estado da arte em escalonamento 6TiSCH. Os resultados experimentais demonstram o potencial promissor da abordagem proposta. pt_BR
dc.publisher.department Instituto de Computação - IC pt_BR
dc.type.degree Mestrado Acadêmico pt_BR


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