Técnicas de eficiência energética aplicadas ao protocolo fte-leach em ns-3

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Souza, José Ewerton da Cruz de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/74562/0013000009kmn
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal Rural do Semi-Árido
Brasil
Centro de Ciências Exatas e Naturais - CCEN
UFERSA
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://doi.org/10.21708/bdtd.ppgcc.dissertacao.5198
https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/5198
Resumo: This research presents a study on energy efficiency techniques and the Fault-tolerant and Energyefficient LEACH (FTE-LEACH) routing protocol in Wireless Sensor Networks (WSN). In order to ensure interoperability among the various devices of a WSN, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has developed the IEEE 802.15.4 pattern, which provides a set of new rules for the physical and data link layers according to the OSI Layer Model. The IEEE802.15.4 pattern allows the user to define network and application layers. In this sense, several researches were developed, generating new protocols. Among them, there are the protocols that search for energy efficiency, such as the Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) and the Fault-tolerant and Energy-efficient LEACH (FTE-LEACH). In the accomplished study a Simulation Module in Network Simulation 3 (NS-3) was developed, which allowed evaluating the impacts on the energy consumption that the FTE-LEACH protocol promotes in the WSN. The contributions of this research consist in the creation of the Module in NS-3; the construction and presentation of packages and types of messages; the FTE-LEACH protocol encapsulation on the WirelessHART (data link layer); the adoption of 16 (sixteen) channels which are available in the IEEE 802.15.4 pattern; the increase of the dependability weighted by energy efficiency; the centralized election of Cluster Head (CH) without adding new packages to the network; the more accurate tests and results obtained through NS-3; use of TDMA technology at all the stages of the protocol and also the packet parallelism in intracluster communication when different channels are used. Besides these contributions, this research shows, that it is still possible to improve the DE-LEACH protocol, through the use of fuzzy logic, energy consumption balancing techniques as well as broadcast implementation in the adopted WirelessHART TDMA
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In order to ensure interoperability among the various devices of a WSN, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has developed the IEEE 802.15.4 pattern, which provides a set of new rules for the physical and data link layers according to the OSI Layer Model. The IEEE802.15.4 pattern allows the user to define network and application layers. In this sense, several researches were developed, generating new protocols. Among them, there are the protocols that search for energy efficiency, such as the Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) and the Fault-tolerant and Energy-efficient LEACH (FTE-LEACH). In the accomplished study a Simulation Module in Network Simulation 3 (NS-3) was developed, which allowed evaluating the impacts on the energy consumption that the FTE-LEACH protocol promotes in the WSN. The contributions of this research consist in the creation of the Module in NS-3; the construction and presentation of packages and types of messages; the FTE-LEACH protocol encapsulation on the WirelessHART (data link layer); the adoption of 16 (sixteen) channels which are available in the IEEE 802.15.4 pattern; the increase of the dependability weighted by energy efficiency; the centralized election of Cluster Head (CH) without adding new packages to the network; the more accurate tests and results obtained through NS-3; use of TDMA technology at all the stages of the protocol and also the packet parallelism in intracluster communication when different channels are used. Besides these contributions, this research shows, that it is still possible to improve the DE-LEACH protocol, through the use of fuzzy logic, energy consumption balancing techniques as well as broadcast implementation in the adopted WirelessHART TDMAEsta pesquisa apresenta um estudo sobre técnicas de eficiência energética e o protocolo de roteamento Fault-tolerant and Energy-efficient LEACH (FTE-LEACH) em Redes de Sensores sem Fio (RSSF). A fim de garantir a interoperabilidade entre os diversos dispositivos de uma RSSF, o Institute of Electrical and Eletronics Engineers (IEEE) desenvolveu o padrão IEEE 802.15.4, que fornece um conjunto de regras novas às camadas físicas e de enlace de acordo com o Modelo de Camadas OSI. O padrão IEEE 802.15.4 permite que as camadas de rede e aplicação sejam definidas pelo usuário. Neste sentido, foram desenvolvidas diversas pesquisas, originando novos protocolos, dentre estes, os protocolos que buscam a eficiência energética, tais como o Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) e o Fault-tolerant and Energy-efficient LEACH (FTE-LEACH). No estudo realizado, foi desenvolvido um Módulo de Simulação em Network Simulation 3 (NS-3), que permitiu avaliar os impactos no consumo de energia que o protocolo FTE-LEACH promove na RSSF. As contribuições desta pesquisa consistem na criação do Módulo em NS-3; da construção e apresentação de pacotes e tipos de mensagens; do encapsulamento do protocolo FTE-LEACH no WirelessHART (camada de enlace); da adoção de 16 (dezesseis) canais disponíveis no padrão IEEE 802.15.4; da elevação da dependabilidade ponderada pela eficiência energética; da eleição centralizada de Cluster Head (CH) sem agregar novos pacotes na rede; dos testes e resultados mais precisos obtidos por meio do NS-3; do uso da tecnologia TDMA em todas as etapas do protocolo e do paralelismo de pacotes na comunicação intraclusters quando canais diferentes são utilizados. Apesar das contribuições, esta pesquisa mostra, que ainda é possível aperfeiçoar o protocolo FTE-LEACH, por meio da utilização de lógica fuzzy, de técnicas de balanceamento do consumo energético e implementação de broadcast no TDMA adotado do WirelessHARTCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Ciências Exatas e Naturais - CCENUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoOliveira, Felipe Denis Mendonça de63721538404http://lattes.cnpq.br/7105829200193069Ramos, Karla Darlene Nepomuceno27522288304http://lattes.cnpq.br/2751239628595747Ribeiro, Cláudia Maria Fernandes Araújo24213519368http://lattes.cnpq.br/4724141474353962Silveira, Luiz Felipe de Queiroz02863206494http://lattes.cnpq.br/4139452169580807Semente, Rodrigo Soares04790852423http://lattes.cnpq.br/3146456370581663Souza, José Ewerton da Cruz de2020-08-03T14:30:16Z2019-08-052020-08-03T14:30:16Z2017-08-28info:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfCitação com autor incluído no texto: Souza (2019) Citação com autor não incluído no texto: (SOUZA, 2019)https://doi.org/10.21708/bdtd.ppgcc.dissertacao.5198https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/5198ark:/74562/0013000009kmnporSOUZA, José Ewerton da Cruz de. Técnicas de eficiência energética aplicadas ao protocolo fte-leach em ns-3. 2017. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2017.info:eu-repo/semantics/openAccessCC-BY-SAreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2025-02-11T03:18:34Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/5198Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2025-02-11T03:18:34Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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