RSOTP: um protocolo TDMA baseado em coloração de grafos para melhoria da eficiência de redes de sensores sem fio . - Santos, Bruno Rogério Simões dos (2016)
Este trabalho de dissertação tem como finalidade apresentar um protocolo TDMA baseado em coloração de grafos para redes de sensores, o RSOTP. O protocolo RSOTP foi desenvolvido com a finalidade de oferecer escabilidade e eficiência na coleta de dados captados pela estação base a partir dos sensores da rede. Em um meio compartilhado, as transmissões dos nós sensores estão sujeitas a muitas interferências e colisões, sendo preciso coordenar estas transmissões de modo que a informação chegue íntegra na estação base. Para isto é que foram criados os protocolos de controle de acesso ao meio. Estes protocolos podem-se utilizar de técnicas, como por exemplo, o TDMA, FDMA ou CDMA para coordenar as transmissões dos nós sensores presentes na rede através da divisão por tempo, frequência ou código, respectivamente. Dentre estas técnicas citadas, o acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) foi escolhido para as implementações deste trabalho a fim de alocar intervalos de transmissão para cada sensor, tornando possível que a estação base faça um escalonamento da rede através dos intervalos de tempo dedicados aos sensores. Por meio da geração de um grafo de conflitos, criado a partir da vizinhança de cada sensor, é possível fazer com que a estação base decida como reaproveitar um intervalo de transmissão para um determinado sensor, sem que o mesmo cause interferência e conflito de transmissão a outro sensor que utilize este mesmo intervalo. A partir da modelagem do problema de reutilização de intervalos de tempo como um problema de coloração no grafo de conflitos gerado a partir das informações dos sensores, é possível realizar o reuso dos intervalos. Além da ideia da reutilização dos intervalos de tempo, são implementadas ao protocolo RSOTP outras melhorias não relacionadas ao escalonamento dos intervalos de transmissão. Estas melhorias tem o intuito de fornecerem estabilidade entre as transmissões dos nós e aumentar o tempo de vida da rede. A partir dos resultados obtidos é visto que no protocolo RSOTP a taxa de reutilização de intervalos de transmissão cresce à medida que se aumenta o número de nós presentes na rede, apresentando um maior reaproveitamento de intervalos em cenários mais densos. O RSOTP também apresenta uma eficiência superior a 30% em relação à quantidade de dados recebidos pela estação base quando comparado aos protocolos que não fazem reuso dos intervalos de tempo. Palavras-chave: Redes de Sensores. Protocolo TDMA. Intervalos de Tempo. Escalonamento. Coloração de Grafos.