Texto completo
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| Autor(es): |
Renan Cerqueira Afonso Alves
Número total de Autores: 1
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| Tipo de documento: | Tese de Doutorado |
| Imprenta: | São Paulo. |
| Instituição: | Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) |
| Data de defesa: | 2020-10-21 |
| Membros da banca: |
Cíntia Borges Margi;
Marcelo Menezes de Carvalho;
Alfredo Goldman Vel Lejbman;
Renato Mariz de Moraes;
Regina Melo Silveira
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| Orientador: | Cíntia Borges Margi |
| Resumo | |
As Redes de Sensores Sem Fio são compostas por dispositivos restritos, sujeitos a baixa oferta de energia, capacidade de processamento limitada e quantidade de memória reduzida. O enlace de comunicação entre dois dispositivos pode se tornar unidirecional devido a diferenças de potência de transmissão, antenas não isotrópicas ou heterogeneidade de dispositivos; contudo, o uso destes enlaces pode reduzir o tamanho de rotas de comunicação, economizando recursos. O objetivo desta pesquisa é projetar protocolos que permitam usar estes enlaces, atendendo aos requisitos impostos pela limitação de recursos dos dispositivos. O paradigma de Redes Definidas por Software foi utilizado para solucionar este desafio, uma vez que o controle centralizado deste paradigma facilita o cálculo de rotas com enlaces unidirecionais, de forma genérica e sem recorrer a estratégias de inundação de pacotes. Para tanto, foram projetados algortimos de descoberta de vizinhos e descoberta de controlador necessários para o funcionamento de Redes de Sensores Definidas por Software. Primeiramente, algoritmos simples foram projetados para demonstrar a viabilidade da proposta; em seguida, estes algortimos foram aprimorados para proporcionar escalabilidade. Experimentos com dispositivos foram executados para verificar a ocorrência de enlaces unidirecionais, enquanto que os algoritmos propostos foram implementados e testados em um ambiente simulado/emulado. Os testes foram realizados em redes de 16 até 100 nós, dispostos em grade ou aleatoriamente. Cada cenário foi variado de quatro formas: todos os enlaces bidirecionais, enlaces unidirecionais selecionados aletoriamente, dispositivos com alcance aumentado e controlador da rede com alcance para todos os dispositivos da rede. Como base de comparação, foi utilizado o algoritmo de descoberta baseado no protocolo Collect, comumente utilizado em Redes de Sensores Definidas por Software. O uso de enlaces unidirecionais proporcionou taxa de entrega de pacotes de ao menos 90%, enquanto que o protocolo Collect apresentou taxa de entrega inferior a 50%, considerando os cenários com enlaces unidirecionais contemplados pelos experimentos executados. Por fim, um algoritmo de ciclo de trabalho de rádio assíncrono foi projetado, tanto quanto sabemos, o primeiro a oferecer suporte a enlaces unidirecionais. A análise dos experimentos contemplando ciclo de trabalho de rádio revelou que o uso de enlaces unidirecionais traz benefícios se os enlaces forem de longo alcance. (AU) | |
| Processo FAPESP: | 16/21088-1 - Roteamento eficiente em redes de recursos restritos com enlaces assimétricos através de redes definidas por software |
| Beneficiário: | Renan Cerqueira Afonso Alves |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |