Autonomous real-time systems (ARTS), such as self-driving vehicles and robotic assembly lines, are increasingly deployed to improve efficiency, accuracy, and responsiveness with reduced human intervention. In ARTS networks, self-triggered (ST) traffic-initiated by internal decision-making rather than fixed schedules or external events-is becoming prevalent and plays a critical role in enabling timely autonomous actions. However, existing network schedulers do not adequately support ST traffic due to two inherent challenges: volatility, where bounded processing jitter leads to uncertain arrival times, and absence, where reserved network resources remain underutilized when ST traffic does not materialize. To address these challenges, we propose ARTSN, an ST-tailored scheduling paradigm built upon time-sensitive networking (TSN). ARTSN introduces two key techniques: (1) an exact offline scheduling method that leverages the inferable arrival information of ST traffic for precise time-slot reservation, and (2) an adaptive online slot-release mechanism that dynamically reclaims unused reservations when ST traffic is absent. Extensive experiments on both a TSN simulator and a real-world testbed show that ARTSN significantly improves schedulability, scalability, and efficiency over state-of-the-art methods while maintaining reliable transmission guarantees.


翻译:[translated abstract in Chinese] 自主实时系统(ARTS)——例如自动驾驶车辆和机器人装配线——正日益被部署以提升效率、精度和响应能力,同时减少人工干预。在ARTS网络中,由内部决策触发(而非固定调度或外部事件)的自触发流量(ST流量)正在成为主流,并在实现及时自主决策中发挥关键作用。然而,现有网络调度器由于面临两个固有挑战而无法充分支持ST流量:一是波动性,即有限的处理抖动导致不确定的到达时间;二是缺失性,即当ST流量未产生时,预留的网络资源处于低利用率状态。为解决这些挑战,我们提出ARTSN——一种基于时间敏感网络(TSN)的、专为ST流量设计的调度范式。ARTSN引入两项关键技术:(1)一种精确的离线调度方法,利用ST流量可推断的到达信息实现精确的时隙预留;(2)一种自适应在线时隙释放机制,在ST流量未产生时动态回收未使用的预留资源。在TSN模拟器和真实测试平台上的大量实验表明,与最先进方法相比,ARTSN在显著提升可调度性、可扩展性和效率的同时,依然保持了可靠的数据传输保障。

0
下载
关闭预览

相关内容

多智能体自主系统《群体自主系统的实时路径规划》248页
《自主系统的人为控制》
专知会员服务
65+阅读 · 2023年2月13日
概述自动机器学习(AutoML)
人工智能学家
19+阅读 · 2019年8月11日
自动驾驶技术解读——自动驾驶汽车决策控制系统
智能交通技术
30+阅读 · 2019年7月7日
Self-Attention GAN 中的 self-attention 机制
PaperWeekly
12+阅读 · 2019年3月6日
技术动态 | TechKG:一个面向中文学术领域的大型知识图谱
开放知识图谱
25+阅读 · 2018年12月20日
最新人机对话系统简略综述
专知
26+阅读 · 2018年3月10日
用Rasa NLU构建自己的中文NLU系统
待字闺中
18+阅读 · 2017年9月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
5+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
9+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
13+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
多智能体自主系统《群体自主系统的实时路径规划》248页
《自主系统的人为控制》
专知会员服务
65+阅读 · 2023年2月13日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员