Resumo "Estimador de link para redes de sensores sem fio baseada em Contiki"

O estimador de link 4B utiliza informações de 3 camadas diferentes do modelo OSI para determinar a qualidade do link. A referência as modelo OSI é, bem como, teoricamente o modelo na qual divide os protocolos de comunicação em sete camadas, na qual as mais baixas são camada física, enlace e de rede. O 4B usa 4 bits de informação dessas camadas, explorando as informações de qualidade de canal da camada física e combina com uma estimação do número de transmissão esperadas de dados da camada de enlace e informações da camada de rede.O Contiki apresenta uma pilha de comunicação de rede leve chamada Rime que fornece, entre outras coisas, uma protocolo de coleta de dados para rotear dados para um dispositivo de coleta. Este protocolo de coleta tem um estimador de link baseado em informações apenas da camada de enlace de dados. O protocolo Collection no Contiki é atualmente equipado com um estimador simples, mas ele beneficia estimadores mais avançados como o 4B.

Conceitos iniciais

Estimador de link

Um tópico que é muito estudo é uma maneira na qual um dispositivo seleciona um vizinho para o envio de dados. Além disso, muitos dispositivos vizinhos podem se comunicar e configurar um link, baseando-se na estimação de qual link é melhor. O componente do algoritmo de roteamento que decide isso é chamado estimador de link. O estimador de link é a parte funcional do protocolo de coleta que é responsável por quantificar e calcular os custos do link.

Estimador de qualidade de link 4B

Categorizando as rede

Um jeito popular de categorizar as redes sem fio é de acordo com a distância na qual temos WPAN, LAN e WAN. Outro maneira é de acordo com o número de links sem fio que cada dispositivo final é separado de uma estação base ou destino final. De qualquer forma, temos dificuldade para manter uma comunicação confiável à todo tempo.

Redes sem fio Multi-hop

Uma rede sem fio de múltiplos saltos é uma rede de computadores e dispositivos no qual são conectados via links de comunicação sem fio. Os links são geralmente implementados com rádios de pacotes digitais. Por cada enlace ter um limite pequeno de comunicações, muitos pares de nós não se comunicam diretamente e devem levar sua informação para frente através de um ou mais nós intermediários. O nó de origem transmite um pacote para um vizinho com o qual consegue se comunicar diretamente, fazendo com a operação tenha sequência até que chegue ao destino final. Essa etapa de envio de um nós ao outro é conhecido por hop. A definição do enlace no qual o pacote trafega é conhecido como caminho ou rota. As rotas são descobertas graças à um protocolo de roteamento na rede.

Protocolos de coleta e estimadores de enlace

Quase todos os sistemas de redes sem fio contam com pelo menos dois protocolos multi-hop para suas operações básicas: Um protocolo de coleta de dados para extrair dados de uma rede e um protocolo para enviar dados para uma rede através de um ou mais nós distintos. Todos os protocolos de coleta de dados dados comumente usados fornecem entrega de pacote de dados para um ponto de coleta(gateway) usando uma árvore de roteamento de baixo custo. O custo é geralmente medidos em termos de transmissões esperadas ou ETX: Os nós enviam pacotes na rota que requerem o menor número de transmissões para alcançar um ponto de coleta. Atualmente, os protocolos mais recentes mudaram para uma abordagem mais simples onde cada nó decide em para um único salto todo o tráfego de dados encaminhados criando assim árvores de roteamento para pontos fixos de coleta. A rede constrói isso visando que a rota até um determinado nó recebe um custo, sendo que o ponto de coleta tem valor 0 e os demais nós possuem custo em relação à sua posição mais a soma do custo de todos os nós intermediários necessário para chegar até o gateway.

Pilha Rime

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Announcement primitive

O announcement primitive é uma adição recente (primavera de 2009) ao Rime pilha de comunicação. É de importância para este trabalho, porque é usado pelo Contiki coleta o protocolo. Atuam como uma abstração para enviar pequenos dados para o vizinho. Possuem implementação mais eficiente em relação à eficiência energética, uma vez que permitem que os nós os escutem seletivamente. Atualmente o Contiki possuem três deles:

• polite-announcement, no qual usa broadcasts periódicos para enviar announcements.
• xmac-announcement, que envia announcement para a camada MAC quando está usando o protocolo XMAC MAC .
• Ipp-announcement também envia announcement para a camada MAC.

O polite-announcement será utilizado pelo protocolo collect no contiki. É particularmente adequado quando se utiliza o protocolo de camada MAC contiki nullmac no simulador Cooja. O protocolo de camada MAC nullmac é um protocolo que não executa nenhum controle de acesso ao meio. Ele funciona da seguinte maneira: Ele é parametrizado por dois valores, um Tstart e Tmax. Quando o valor de announce muda, o announcement envia um pacote com o novo Tstart (Melhorar essa parte depois)