Roteamento com múltiplas métricas em redes de sensores sem fio definidas por software.

• Autor(a) principal: Oliveira, Doriedson Alves Galdino de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-18052020-110741/
• topic: Energia remanescente; Expected transmission count (ETX); Fuzzy logic; Lógica difusa; Métrica de roteamento; Número esperado de transmissões (ETX); Redes de sensores sem fio definidas por software (SDWSN); Remaining energy; Routingmetric; Software defined wireless sensor networks (SDWSN); Wireless

As redes de sensores sem fio (RSSF) são formadas por dispositivos (nós) interconectados com capacidade de sensoriamento, atuação, processamento e comunicação. Muitas aplicações requerem o uso destes dispositivos em lugares remotos,dificultando o acesso físico e consequentemente a troca de baterias e reprogramação. O paradigma de redes definidas por software tem sido aplicado às RSSFs com o objetivo de trazer flexibilidade e melhorar o gerenciamento da rede permitindo a configuração dos nós de forma centralizada, sendo conhecido como SDWSN (do inglês Software- Defined Wireless Sensor Networks). O roteamento desempenharam importante papel no consumo de energia. Trabalhos prévios mostram que o uso da qualidade do link (ETX) como métrica na definição de rotas usualmente reduz a latência, e o uso da energia remanescente do nó com o métrica deve balancear o consumo de energia na rede aumentando o tempo de vida da mesma. Dada a lacuna na literatura sobre combinações de métricas na definição de rotas em SDWSN, esta pesquisa tem como objetivo propor estratégias de uso de múltiplas métricas no algoritmo de definição de rotas em SDWSN e avaliar o impacto que o uso destas combinações causam. Na literatura, o ETX e a energia remanescentedonósãométricasbastanteutilizadasemprotocolosderoteamentopara redes de sensores sem fio. Desta forma, escolhemos utilizar estas duas métricas para avaliar as propostas de combinações de métricas. Definimos duas estratégias principais como abordagem para as combinações das métricas. A primeira estratégia consiste no uso de uma fórmula de média ponderada na qual podemos atribuir pesos para as métricas. A segunda estratégia consiste em usar a lógica difusa na combinação das métricas abordando dois métodos de defuzificação: centroide e média dos máximos. Ambas estratégias são utilizadas na literatura para combinação das métricas em protocolos de roteamento distribuído. Primeiro, analisamos a correlação entre o ETX e a energia remanescente e concluímos que não há correlação entre as duas métricas, corroborando a premissa que a combinação alavanca as propriedades das métricas. Depois analisamos dois algoritmos de roteamento (menor caminho e menor caminho mais largo) com duas diferentes sensibilidades (0,5 e 1,0) para cada métrica. Concluímos que o algoritmo de menor caminho obteve melhores resultados com ambas as sensibilidades. Depois analisamos as estratégias de combinação de métricas. As estratégias definidas pela equação de média ponderada e pela lógica difusa apresentaram resultados melhores que o uso das métricas individuais. Por fim, analisamos a escalabilidade da proposta com os seguintes tamanhos de rede: 25, 49, 81, 121, 169, 225 e 289 nós. O uso da equação de média ponderada como estratégia de combinação de métrica apresentou o melhor resultado na avaliação de escalabilidade, apresentando assim uma boa estratégia de combinação de métricas para uso no algoritmo de definição de rotas.