Protocolo MAC anycast com preâmbulos avançados para redes de sensores sem fio

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Araújo, Gustavo Figueiredo
• Orientador(a): Heimfarth, Tales
• Banca de defesa: Correia, Luiz Henrique Andrade, Freitas, Edison Pignaton de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
• Departamento: Departamento de Ciência da Computação
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Redes de sensores sem fio; Protocolos cross-layer; Protocolo MAC assíncrono; Anycast; Wireless sensor networks; Cross-layer protocols; Asynchronous MAC protocol
• Área do conhecimento CNPq: Ciência da Computação
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/13456425

As redes de sensores sem fio empregam ciclos de trabalho para economizar energia, com o custo do aumento da latência no encaminhamento de mensagens. Protocolos cross-layer que utilizam comunicação anycast, conseguem uma redução de latência em RSSF assíncronas que operam em ciclos de trabalho. Uma série de preâmbulos é enviada de modo a encontrar o nó do próximo salto, que é selecionado a partir de um grupo de nós candidatos ao encaminhamento (FCS - forwarding candidate set). Este trabalho propõe um novo protocolo cross-layer anycast nominado APA-MAC (Advanced Preamble Anycast for MAC layer), para o encaminhamento de mensagens com baixa latência em redes de sensores sem fio que utilizam ciclos de trabalho. No protocolo APA-MAC, os preâmbulos se propagam à frente, criando a rota até o destino, enquanto que a mensagem de dados segue alguns saltos atrás. A transmissão de dados para o próximo salto ocorre mediante uma sinalização do receptor indicando que o canal está livre. Dessa forma, a transmissão dos preâmbulos não precisa ser interrompida se a mensagem de dados se aproximar da área de transmissão dos preâmbulos. Portanto, a propagação simultânea de preâmbulos e mensagem de dados, com a transmissão ininterruptível de preâmbulos, promovem ao APA-MAC um ganho na redução da latência. Além disso, baseado no tamanho da mensagem de dados, a cardinalidade do FCS é definida de modo que acelere a propagação dos preâmbulos, evitando que no momento da recepção dos dados, o nó encontre o canal ocupado. Os resultados da simulação mostraram que o protocolo proposto mantém baixo consumo energético, e alcança no mínimo 10% menor latência em relação aos protocolos MAC assíncronos avaliados, além de utilizar mecanismos que proporcionam uma taxa de mensagens entregues com sucesso de 98% em cenários propícios à colisões.