Análisis de Desempeño de un Protocolo para Redes Inalámbricas de Sensores Basado en TDMA con Capacidades de Radio Cognoscitivo

Israel Leyva Mayorga, Mario E. Rivero Ángeles, Chadwick Carreto Arellano, Vicent Pla

Resumen

El Radio Cognoscitivo (CR) tiene como objetivo principal la optimización del uso del espectro en sistemas de portadoras múltiples y ha sido estudiado para lograr mejoras en el desempeño en redes inalámbricas de sensores (WSNs, por sus siglas en inglés), específicamente, en parámetros de calidad de servicio (QoS) como el consumo de energía, retardo promedio de reporte y probabilidad de colisión. Sin embargo es un campo poco estudiado, ya que los nodos suelen presentar limitaciones en cuanto a tamaño y capacidad que no permiten que determinadas técnicas convencionales de CR sean implementadas directamente en redes inalámbricas de sensores. Su uso permite a los usuarios de una red secundaria (SU, aquellos usuarios que no poseen la concesión de la banda a utilizar) el monitoreo del canal de comunicaciones perteneciente a los usuarios de la red primaria (PU, aquellos que han adquirido los derechos de uso de la banda en cuestión) para posteriormente realizar transmisiones sobre el mismo sin afectar significativamente a la QoS de los PUs. En el presente trabajo se estudia WISPER, un protocolo capaz de realizar tareas de monitoreo continuo (CntM) y detección de eventos (EDD) por medio de técnicas de CR sobre una única banda de frecuencia con el objetivo de identificar las características de funcionamiento que mejoran tanto el consumo de energía como la transmisión de datos en ambientes altamente congestionados. Los resultados muestran que al seleccionar cuidadosamente la longitud de las tramas y las tasas de cambio de estado en los nodos de CntM, se logra una mejora importante en el promedio de paquetes perdidos y consumo de energía por unidad de tiempo.

Palabras clave

Radio Cognoscitivo; QoS; WSN; Monitoreo Continuo; Detección de Eventos

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