Escalonamento multicanal para convergecast em redes TSCH

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Eber Chagas
• Orientador(a): Silva, Flávio Morais de Assis
• Banca de defesa: Silva, Flávio Morais de Assis , Alencar, Marcelo Sampaio de , Sampaio, Leobino Nascimento
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Mecatrônica da UFBA (PPGM)
• Departamento: Instituto de Computação - IC
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sensoriamento remoto; Algoritmo multicanal; TSCH; Time slotted channel hopping; Comunicação multicanal; Redes de sensores sem fio industriais
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::ARQUITETURA DE SISTEMAS DE COMPUTACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38761

Esta dissertação apresenta um algoritmo multicanal para convergecast desenvolvido no contexto das Redes de Sensores Sem Fio Industriais. O algoritmo calcula uma árvore de convergência e um cronograma de agendamento para envio e recebimento de mensagens em redes Time Slotted Channel Hopping (TSCH). Para construção da árvore de convergência há criação prévia de árvores locais. O protocolo de roteamento Routing Protocol for Low-Power and Lossy Network (RPL) foi utilizado na atribuição de ranks e no processo de conex˜ao dos nós com formaçao de uma árvore global. O algoritmo funciona com a criação de um escalonamento livre de colisões, devido ao uso de uma técnica denominada Dilution, que se baseia no fato de que um ou mais nós em posições relativas de um plano podem transmitir mensagens em um mesmo intervalo de tempo sem que haja interferência ou perda das mensagens. Todo o algoritmo foi desenvolvido sob uma pilha de protocolos real que roda sob o simulador Cooja contido no sistema operacional Contiki-NG. O simulador implementa o modelo de interferência Unit Disk Graph Medium (UDGM) adotado neste trabalho. Ele permite que nós sensores se comuniquem em um dado alcance de transmissão r, faixa de transmissão modelada como um disco ideal. Como o sistema operacional Contiki-NG oferece implementações de referência do TSCH, optou-se por comparar algoritmos do referido sistema com o proposto nesta dissertação. O algoritmo implementado pode gerar escalonamentos com um tamanho reduzido de slotframe, ainda que possua grande número de nós sensores na rede. Também foram apresentados resultados satisfatórios quanto à taxa de entrega de pacotes e tempo de atraso médio na comunicação dos convergecasts criados, superando algumas abordagens que tratam das mesmas métricas.