Modelos de comunicação cooperativa e equidade no consumo de energia em enlaces cooperativos aplicados à RSSF
Autor(a)
Rêgo, Camila Feitosa
Orientador(a) Coorientador(a)
Bordim, Jacir Luiz
Data de aceite
2016-09-05
Data de disponibilizacao
2016-09-05
Data de publicacao
2016-09-05
Data de defesa submissao
2016-07-25
Citacao
RÊGO, Camila Feitosa. Modelos de comunicação cooperativa e equidade no consumo de energia em enlaces cooperativos aplicados à RSSF. 2016. xii, 72 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática) — Universidade de Brasília, Brasília, 2016.
Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2016.
Resumo Portugues
As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são utilizadas para monitorar o ambiente, como por exemplo, queimadas em florestas, informações sísmicas ou temperatura. Essas redes são compostas de nós sensores que, em geral, tem dimensões pequenas, operam por bateria e tem alcance de rádio limitado. Considerando uma RSSF de múltiplos saltos, alguns nós podem não obter uma rota para o escoamento dos dados sensoriados devido ao alcance de transmissão limitado, falha dos enlaces, esgotamento natural da bateria ou eventos externos. Recentemente, técnicas de comunicação cooperativa (CC) tem sido exploradas como alternativa para aumentar a conectividade da rede, tendo em vista sua capacidade de aumento do raio de transmissão. Este aumento está associado a capacidade dos nós transmissores em compartilhar recursos da camada física, obtendo assim os benefícios de um sistema de MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). Trabalhos relacionados exploram o uso de CC com o intuito de aumentar a conectividade. No entanto, estes trabalhos visam apenas a conectividade sem preocupação com o custo para escoar dados e a indisponibilidade de nós que possuem maiores demandas para estabelecer os enlaces CC. Este trabalho tem como foco o estudo a equidade no custo energético para o estabelecimento dos enlaces CC. Estes enlaces são utilizados para prover um aumento na conectividade e possibilitar a criação de rotas mais eficientes para o escoamento dos dados em um RSSF. A primeira contribuição deste trabalho é propor um mecanismo que explora CC para reduzir o número de saltos para alcançar o nó sorvedouro. Em seguida, propomos um modelo de CC e uma heurística de seleção de nós auxiliares que promove o balanceamento energético. Por fim, propomos uma heurística de seleção de nós auxiliares que promove tanto o balanceamento energéticos dos enlaces CC quanto a conectividade em uma RSSF. As técnicas propostas apresentam ganho de conectividade de até 134% estabelecendo enlaces cooperativos balanceados onde os nós possuem uma diferença em custo de energia de apenas 8% nos cenários avaliados.
Resumo Ingles
Wireless Sensor Networks (WSNs) are used to monitor the environment, such as fires in forests, seismic information or temperature. These networks consist of sensor nodes that are generally small in size, have limited radio range and operate by battery. Considering a multihop WSN, some sensors may not obtain a route to send the collected data due to limited transmission range, failure of nodes or links, external events or battery natural depletion. Recently, cooperative communication (CC) technique has been explored as an alternative to improve the signal to noise ratio. CC has also seen as an option for increasing connectivity, given its ability to increase the transmission. This increase is associated with the capacity of the source nodes to share resources from the physical layer thus obtaining the advantages of the MIMO systems (Multiple-Input Multiple-Output). Related works exploit the use of CC with intent to increase connectivity. However, these works aim at increase connectivity without concern with the cost to send the data to the sink node and the unavailability of nodes that have higher demand to establish CC links. This work aims to study the equity in the energy cost to establish CC links. This links are used to promote increase in connectivity and more efficient routes to the sink node. The first contribution of this work is to propose a mechanism to exploit CC to reduce the number of hops to reach the sink node and increase connectivity. The second contribution is to propose a CC model and a helper set selection heuristics which promove the energy balance by reducing the energy cost of the source nodes. Finally, we propose a helper set selection heuristic to establish energy balance CC links and increase connectivity. The proposed techniques presented connectivity gain up to 134% and established energy balance cooperative links which nodes have a difference in energy cost of only 8% in the evaluated scenarios.
Unidade academica
Instituto de Ciências Exatas
Departamento
Departamento de Ciência da Computação
Idioma
Português
Tipo de documento
Dissertação
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br,www.ibict.br,http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Palavras-chave
Redes de sensores||Comunicação cooperativa||Rede sem fio||Energia - consumo
