Protocolo Mac para acesso multi-modo em redes de sensores sem fios móveis

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

As redes de sensores sem fios móveis criam diversos requisitos em termos de acesso ao meio, como existência de um elevado débito, baixo consumo energético e manutenção de vizinhança. Nesta dissertação propõe-se um novo protocolo de acesso ao meio, o MMH-MAC, optimizado para funcionar de acordo com estes requisitos e para suportar aplicações que geram elevados picos de tráfego. Este protocolo apresenta um modo de funcionamento assíncrono, destinado aos períodos em que os nós se encontram sem tráfego para transmitir (sem ligações), e um modo síncrono, a ser usado nos períodos em que se verifica um elevado débito. O modo de funcionamento é controlado pela aplicação através de uma aproximação cross-layer. O desenvolvimento deste protocolo foi efectuado de modo a permitir a presença de nós assíncronos na vizinhança de nós síncronos, possibilitando a existência de um reduzido tempo de associação e baixa interferência durante esse processo. Os protocolos MAC existentes utilizam um método passivo para associar um nó assíncrono a um cluster estático, esperando pela recepção de um beacon. Neste protocolo é proposta uma aproximação activa que permite a um nó enviar pacotes de dados cerca de 300ms após entrar na vizinhança de um nó estático, praticamente sem existência de perda de dados nas ligações síncronas já existentes. O desempenho do protocolo foi analisado através de simulações e tendo em conta vários parâmetros: tempo de associação, débito e consumo energético. Foram desenvolvidos vários modelos teóricos de modo a consolidar os resultados das simulações, de entre os quais assume maior relevo o referente ao tempo de associação.