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Publicações do PESC

Título
The Impact of Office Dimension, Layout, Path Loss Exponent, and Multipath Fading on the k-Neighbors Connectivity Problem
Linha de pesquisa
Arquitetura e Sistemas Operacionais
Tipo de publicação
Relatório Técnico
Número de registro
ES-717/8
Data
3/2008
Resumo

O Controle de Topologia (CT) em redes ad-hoc, particularmente nas Redes de Sensores sem Fio (RSSF), objetiva minimizar o consumo de energia, diminuindo as interferência e colisões. Um assunto importante em CT é solucionar o problema k-neighbors connectivity, isto é, a quantidade mínima de vizinhos necessários para construir uma rede plenamente conectada. De modo geral, este problema é estudado baseado em cenários planos, não realistas ou de forma analítica. Neste trabalho, simulamos alguns cenários indoor considerando aspectos como dimensão, layout, expoente de perda por percurso (EPP) e desvanecimento por multicaminho objetivando estimar o número mínimo de vizinhos que permita a conectividade de uma determinada RSSF. De forma geral, nossos resultados mostraram que os obstáculos interferem nos valores de k, aumentando-o. O expoente de perda por percurso está relacionado com tais aumentos, especialmente quando os escritórios têm o mesmo layout. Entretanto, para diferentes layouts, nós mostramos que k não é influenciado somente por esta variável, mas também pelo layout. Ainda, o desvanecimento por multicaminho poderia ajudar os protocolos de controle de topologia a serem configurados com valores menores de k. Como contrapartida, o desvanecimento por multicaminho aumentaria o consumo de energia.

Abstract
Topology Control (TC) in ad-hoc networks, particularly Wireless Sensor Networks (WSN), aims to lower node energy consumption by limiting interference and collisions. A key issue regarding TC is to solve the k-neighbors connectivity problem, i.e., the minimal amount of neighbors needed to build a fully connected network. Usually, this problem has been studied based on flat, unrealistic scenarios or in an analytic way. In this work, we simulate somme indoor scenarios taking into account the dimension, office layout, path loss exponent (PLE), and multipath fading to estimate the minimum k-neighbors that allows for the overall connectivity of a given WSN. Overall, our results showed that the obstacles interfered on the k values by increasing them. The path loss exponent is related to such k increases, especialy when the offices have the same layout. However, for different layouts, we showed that k is not only driven by the PLE, but also by the layout. Moreover, multipath fading could help TC protocols to set k to smaller values. As a counterpart, multipath fading increased the energy consumption.
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