Multi-K: a routing protocol for wireless sensor networks using partial spanning trees / Multi-K: Um protocolo de roteamento para redes de sensores sem fio usando árvores de espalhamento parcias

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Este trabalho apresenta uma versão modifcada do protocolo de disseminação de dados Multi, para rede de sensores sem fio (RSSF), chamado Multi-K. Uma RSSF é uma rede formada por um conjunto de dispositivos autônomos distribuídos que usam sensores para monitorar de forma cooperativa as condições físicas ou ambientais. O Multi é um protocolo adaptativo híbrido, comportando-se de maneira reativa quando a freqüência de eventos é baixa ou de maneira pró- ativa quando a freqüência de eventos aumenta. No comportamento pró-ativo, o Multi gera uma árvore de espalhamento para a rede, que deve ser mantida periodicamente. A diferença entre os protocolos Multi e Multi- k é construção da árvore de espalhamento. No primeiro protocolo, a construção da árvore tem alcançabilidade máxima, ou seja, atinge todos os nodos da rede. No segundo, é efetuada a construção parcial com o objetivo de alcançar os nodos com profundidade máxima do nodo fonte. O protocolo Multi-K usa uma abordagem de construir, a partir do nodo sorvedouro, uma árvore de k saltos (hops) até cada nodo fonte (ou gerador de dados). A distância d (em hops) de um nodo fonte até o nodo sink é definida pelo caminho de custo mínimo. Quando dois ou mais nodos estão transmitindo dados, o número de saltos k, para a construção da árvore, é determinado pelo maior valor de d. Desta forma, se a alta frequência de eventos se concentrar em áreas próximas ao nodo sink, haverá um número menor de mensagens de controle para construir e manter a árvore de espalhamento parcial. A modificação proposta foi simulada usando o simulador NS-2 (Network Simulator 2 ) e comparada com a versão original do protocolo Multi. Os cenários de simulação consideraram duas situações distintas. Na primeira, os nodos eram distribuídos uniformemente e os eventos também ocorriam com distribuição uniforme. Nesta situação, os resultados mostraram que a abordagem proposta no Multi-K é escalável, mantém a taxa de entrega de dados e consegue uma pequena redução no consumo de energia quando comparada com o Multi. Na segunda situação, com cenários de simulação com distribuição não- uniforme dos nodos e estes, localizando-se em regiões próximas ao nodo sink, o protocolo Multi-K apresentou uma solução muito interessante, pois obteve uma redução do consumo de enegia bastante significativa em comparação ao protocolo Multi. Este último conjunto de simulações representam aplicações reais no qual os eventos concentram- se em áreas próximas ao nodo sink.

ASSUNTO(S)

ciencia da computacao redes de sensores sem fio computer networks protocolos de comunicação communication protocol wireless sensor networks redes de computadores

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