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Protocolo de control de acceso al medio (MAC) basado en TDMA que proporcione calidad de servicio y que a la vez sea eficiente en el consumo de energía, aplicable a redes de sensores
Medium access control protocol (MAC) based on TDMA to provide quality of service and energy efficiency, applicable to wireless sensor networks
Joel Ruiz Ibarra
José Rosario Gallardo López
Acceso Abierto
Atribución
Reconocimiento automático del lenguaje
Una red de sensores inalámbricos (WSN) es una red de área local auto-configurable (WLAN) en la cual las terminales están equipadas con algún tipo de sensor y transmiten los parámetros medidos a un conjunto de terminales receptoras llamadas sumideros. La principal diferencia entre las WLAN tradicionales y las WSN radica en que, en general, estas últimas necesitan ser muy eficientes en el consumo de energía dado que los nodos son alimentados mediante baterías no recargables, y en que su topología varía debido a que se permite apagar uno o varios nodos por ciertos períodos para ahorrar energía. La propuesta de mecanismo de acceso al medio que se presenta busca obtener ahorro de energía, cuidando a la vez la calidad de servicio (QoS) de la comunicación entre los nodos sensores y el sumidero. Esta propuesta se basa en división de tiempo (TDMA), dado que los métodos basados en reservación, no en contienda, son los únicos capaces de proporcionar garantías de entrega de paquetes con límite de tiempo. El protocolo de acceso al medio abordado en este trabajo de tesis consiste de una etapa de configuración previa a la de transmisión de la información medida por los sensores. La etapa de configuración, a su vez, consiste de un período de descubrimiento y reservación de una ruta entre cada nodo sensor y el sumidero de información, que satisfaga los criterios de calidad del servicio; posteriormente hay un proceso de cálculo y asignación de ventanas de actividades a los diferentes grupos de nodos que se comunican directamente (a un salto); finalmente está la etapa de notificación a los diferentes grupos de nodos de sus respectivas ventanas de actividad que deben ser estrictamente respetadas. Por otro lado, en la etapa de transmisión de la información medida por los sensores, los nodos vecinos se coordinan para despertar simultáneamente dentro de su respectiva ventana de actividad y transmitir información rumbo al sumidero. En este trabajo de tesis se resuelve el problema de la asignación de ventanas de actividad a los diferentes grupos de vecinos a partir del mapa de rutas definido en la etapa de reservación, de información de interferencias entre grupos y de requerimientos de calidad en el servicio.
A wireless sensor network (WSN) is a self-configurable wireless local-area network (WLAN) through which terminals, equipped with some type of sensor, transmit the measured parameters to a predetermined set of information receptacles, known as sinks. The main differences between a traditional WLAN and a WSN are that, in general, the latter needs to be very energy-efficient since its nodes are powered with nonrechargeable batteries, and its topology varies because individual nodes can be turned off to save energy or as their batteries die. The medium access control mechanisms presented here aims at saving energy and, at the same time, at providing quality of service (QoS) guarantees. Our proposal is based on TDMA (Time-Division Multiple Access), since only methods based on reservation, not on contention, are capable of providing guaranteed timely delivery of packets. The medium access control protocol that we tackle in this work consists of a configuration phase prior to the transmission of the information gathered by the sensors. The configuration phase, in turn, includes a period of discovery and reservation of a route, between each sensing node and the sink, that satisfies the QoS criteria; next, there is a process to calculate and allocate activity windows to the different clusters of nodes that communicate directly (one hop apart); lastly, there is a stage in which the different clusters are notified of their respective activity windows, which must be strictly obeyed. In the transmission stage, on the other hand, those nodes corresponding to a given cluster coordinate to wake up simultaneously, within their respective activity window, to transmit information and move it one hop closer to the sink. In this thesis work we solve the problem of the allocation of activity windows to the different clusters based on information of the routing map specified during the reservation stage, of interference among clusters, and of QoS requirements.
CICESE
2006
Tesis de maestría
Español
Ruiz Ibarra, J.2006.Protocolo de control de acceso al medio (MAC) basado en TDMA que proporcione calidad de servicio y que a la vez sea eficiente en el consumo de energía, aplicable a redes de sensores.Tesis de maestría en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.181 p.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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