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Evaluación de algoritmos broadcast sobre redes ad-hoc con ciclos de trabajo.
Evaluation of broadcast algorithms on ad-hoc networks with duty cycles
Carlos David Nimo Trujillo
Gabriel Alejandro Galaviz Mosqueda
Salvador Villarreal Reyes
Acceso Abierto
Atribución
Broadcast, Ciclos de trabajo, WSN, Métricas de desempeño
Broadcast, Duty Cycles, WSN, Performance Metrics
La diseminación de paquetes tipo broadcast es fundamental en las redes de comunicación, ya que son la base de procesos cruciales como la conformación de la topología de red, la actualización de los nodos y la difusión de información en tiempo real. Un problema importante en la diseminación de paquetes broadcast es el consumo de energía, debido que se busca que todos los nodos estén informados. Este problema es de mayor relevancia en Redes de Sensores Inalámbricos (WSN por sus siglas en inglés), donde la eficiencia energética es esencial por las limitaciones de batería que alimentan los nodos. En este marco, se introducen dos mecanismos importantes: los ciclos de trabajo y los algoritmos de diseminación broadcast. Los ciclos de trabajo son una estrategia de capa física para prolongar las baterías en los nodos en WSN. Este enfoque implica alternar períodos de actividad y descanso para minimizar el consumo de energía, siendo el módulo de radio el principal responsable del agotamiento energético en estos nodos. Los algoritmos de diseminación broadcast son una estrategia de capa 3 para disminuir el número de nodos retransmisores, mitigando el problema del broadcast storm. Sin embargo, la identificación del impacto que los ciclos de trabajo pueden tener en los algoritmos de transmisión es un campo de investigación en desarrollo. Este trabajo de investigación se enfoca en determinar cómo impactan los ciclos de trabajo en los algoritmos de broadcast para WSN. Para el estudio realizado se utilizó un simulador de redes previamente validado(Cardenas, 2019; Cruz, 2017) que se fundamenta en el estándar de comunicación IEEE 802.15.4, utilizado en WSN. La evaluación del impacto de los ciclos de trabajo en los algoritmos de broadcast se realiza utilizando las métricas de retardo en la transmisión (Delay), la capacidad de alcanzar nodos receptores (Reachability) y la eficacia en la evitación de retransmisiones innecesarias (SRB). Los resultados proporcionarán una comprensión de la interacción entre los ciclos de trabajo y los algoritmos de broadcast en WSN, lo que podría tener implicaciones para el diseño y la implementación de estas redes, especialmente en términos de conservación de energía y optimización de la comunicación.
The dissemination of broadcast-type packets is fundamental in communication networks, as they form the basis for crucial processes such as network topology formation, node updates, and real-time information dissemination. An important issue in broadcast packet dissemination is energy consumption, as it is essential for ensuring that all nodes are informed. This problem is of greater relevance in Wireless Sensor Networks (WSN), where energy efficiency is critical due to the battery limitations that power the nodes. In this context, two important mechanisms are introduced: duty cycles and broadcast dissemination algorithms. Duty cycles are a physical layer strategy to prolong the batteries in WSN nodes. This approach involves alternating periods of activity and rest to minimize energy consumption, with the radio module being the main contributor to energy depletion in these nodes. Broadcast dissemination algorithms are a layer 3 strategy to reduce the number of relay nodes, mitigating the broadcast storm problem. However, understanding the impact that duty cycles can have on transmission algorithms is a developing research field. This research focuses on determining how duty cycles impact broadcast algorithms for WSN. For the conducted study, a previously validated network simulator (Cardenas, 2019; Cruz, 2017)based on the IEEE 802.15.4 communication standard used in WSN was employed. The evaluation of the impact of duty cycles on broadcast algorithms is performed using metrics such as transmission delay (Delay), the ability to reach receiving nodes (Reachability), and efficiency in avoiding unnecessary retransmissions (SRB).The results will provide an understanding of the interaction between duty cycles and broadcast algorithms in WSN, potentially influencing the design and implementation of these networks, especially in terms of energy conservation and communication optimization.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
Nimo Trujillo, C.D. 2024. Evaluación de algoritmos broadcast sobre redes ad-hoc con ciclos de trabajo. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 89 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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