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Publicações do PESC

Título
Algoritmos Distribuídos para Escalonamento Livre de Colisões e Sincronização de Relógios em Redes de Sensores sem Fio
Linha de pesquisa
Arquitetura e Sistemas Operacionais
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
16/12/2011
Resumo

Este trabalho propôs algoritmos distribuídos, independentes de topologia de conexão e com baixo custo, em termos de energia, para a rede. Em particular foram desenvolvidos e avaliados dois algoritmos para escalonamento de enlaces e um algoritmo para sincronização de relógios.
Os algoritmos de escalonamento foram baseados na coloração de grafos à distância-2. Particularmente, o algoritmo Edge3-Sched realizou a coloração de arestas diretamente enquanto o Node2-Sched realizou a coloração de arestas, por meio da coloração de nós. Estes algoritmos apresentaram uma relação de compromisso entre o número médio de cores utilizadas e o número médio de mensagens transmitidas.
No que tange a sincronização, o algoritmo proposto (RGCS), baseou-se na propriedade gradiente, na qual a sincronização de relógios se dá em função da distância entre os nós sensores, ou seja, quanto mais próximos, mais bem sincronizados. Este algoritmo mostrou ser de fácil implementação e apresentou excelentes resultados, nos diversos cenários onde foi avaliado. Mais ainda, em função do acurado ajuste de taxa, o RGCS exigiu baixíssima frequência de manutenção da sincronização, refletindo baixíssimo custo em termos de transmissão de mensagens. Estas propriedades tornaram plenamente viável a alternativa de um modelo de comunicação TDMA nas RSSF.

Abstract

This work has proposed distributed algorithms topology-independent and low cost in terms of energy for WSN. In particular two algorithms for link scheduling and one for clock synchronization were developed and evaluated .
The scheduling algorithms were based on graph distance-2 coloring . Particularly, Edge3-Sched algorithm has performed edge coloring directly while Node2-Sched algorithm did, by node coloring. These algorithms present a compromise between average number of colors used and average number of messages transmitted.
Regarding synchronization, the proposed algorithm (RGCS), was based on gradient property, in which clock synchronization is a function of the distance between the sensor nodes, ie, as closer, better synchronized. This algorithm has proved easy implementation and has shown excellent results in various scenarios where it was evaluated. Moreover, due to the accurate rate adjustment, the RGCS required very low frequency maintenance, reflecting very low cost in terms of messaging. These properties become the TDMA alternative fully feasible for WSN.

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