Improving the IEEE 802.15.4 Slotted CSMA/CA MAC for time-critical events in wireless sensor networks

In beacon-enabled mode, IEEE 802.15.4 is ruled by the slotted CSMA/CA Medium Access Control (MAC) protocol. The standard slotted CSMA/CA mechanism does not provide any means of differentiated services to improve the quality of service for timecritical events (such as alarms, time slot reservation, PAN management messages etc.). In this paper, we present and discuss practical service differentiation mechanisms to improve the performance of slotted CSMA/CA for time-critical events, with only minor add-ons to the protocol. The contribution of our proposal is more practical than theoretical since our initial requirement is to leave the original algorithm of the slotted CSMA/CA unchanged, but rather tuning its parameters adequately according to the criticality of the messages. We present a simulation study based on an accurate model of the IEEE 802.15.4 MAC protocol, to evaluate the differentiated service strategies. Four scenarios with different settings of the slotted CSMA/CA parameters are defined. Each scenario is evaluated for FIFO and Priority Queuing. The impact of the hiddennode problem is also analyzed, and a solution to mitigate it is proposed.

On the performance limits of slotted CSMA/CA in IEEE 802.15.4 for broadcast transmissions in wireless sensor networks

The IEEE 802.15.4 has been adopted as a communication protocol standard for Low-Rate Wireless Private Area Networks (LRWPANs). While it appears as a promising candidate solution for Wireless Sensor Networks (WSNs), its adequacy must be carefully evaluated. In this paper, we analyze the performance limits of the slotted CSMA/CA medium access control (MAC) mechanism in the beacon-enabled mode for broadcast transmissions in WSNs. The motivation for evaluating the beacon-enabled mode is due to its flexibility and potential for WSN applications as compared to the non-beacon enabled mode. Our analysis is based on an accurate simulation model of the slotted CSMA/CA mechanism on top of a realistic physical layer, with respect to the IEEE 802.15.4 standard specification. The performance of the slotted CSMA/CA is evaluated and analyzed for different network settings to understand the impact of the protocol attributes (superframe order, beacon order and backoff exponent), the number of nodes and the data frame size on the network performance, namely in terms of throughput (S), average delay (D) and probability of success (Ps). We also analytically evaluate the impact of the slotted CSMA/CA overheads on the saturation throughput. We introduce the concept of utility (U) as a combination of two or more metrics, to determine the best offered load range for an optimal behavior of the network. We show that the optimal network performance using slotted CSMA/CA occurs in the range of 35% to 60% with respect to an utility function proportional to the network throughput (S) divided by the average delay (D).

Análise dinâmica de composições musicais

A composição musical é um tema de muito interesse para a computação evolucionária dentro da área da inteligência artificial. É uma área que tem sofrido vários desenvolvimentos ao longo dos últimos anos pois o interesse em que hajam computadores que façam obras musicais é deveras aliciante. Este trabalho tem por objectivo realizar mais um passo nesse sentido. Assim, foi desenvolvida uma aplicação informática que realiza composições musicais de dois géneros distintos: Músicas Infantis e Músicas Blues. A aplicação foi implementada com recurso aos Algoritmos Genéticos, que são os algoritmos evolucionários mais populares da área da computação evolucionária. O trabalho foi estruturado em duas fases de desenvolvimento. Na primeira fase, realizou-se um levantamento estatístico sobre as características específicas de cada um dos géneros musicais. Analisaram-se quinze músicas de cada género musical, com o intuito de se chegar a uma proporção do uso que cada nota tem em cada um dos casos. Na segunda fase, desenvolveu-se o software que compõe as músicas com implementação de um algoritmo genético. Além disso, foi também desenvolvida uma interface gráfica que permite ao utilizador a escolha do género musical que pretende compor. O algoritmo genético começa por gerar uma população inicial de potenciais soluções de acordo com a escolha do utilizador, realizando, de seguida, o ciclo que caracteriza o algoritmo genético. A população inicial é constituída por soluções que seguem as regras que foram implementadas de acordo com os dados recolhidos ao longo da primeira fase. Foi também implementada uma interface de avaliação, através da qual, o utilizador pode ouvir cada uma das músicas para posterior avaliação em termos de fitness. O estado de evolução do algoritmo é apresentado, numa segunda interface, a qual facilita a clareza e justiça na avaliação ao longo de todo o processo. Esta última apresenta informação sobre a média das fitness da geração anterior e actual, sendo assim possível ter uma noção da evolução do algoritmo, no sentido de se obterem resultados satisfatórios no que diz respeito às composições musicais.

O contrato psicológico na expatriação

Nos últimos anos, o número de expatriados tem apresentado uma tendência de crescimento a nível mundial. Desta forma, a gestão de expatriados, que integra o subsistema da gestão internacional de recursos humanos, passa a ter uma atenção renovada e tem vindo a crescer enquanto área de intervenção de gestão de recursos humanos. Por sua vez, o contrato psicológico tem sido visto, cada vez mais, como um fator relevante na explicação das relações laborais e o número de estudos em torno desta temática tem aumentado. O sucesso da expatriação é diretamente influenciado pelo contrato psicológico e depende, em grande parte, da forma como são desenvolvidas as práticas de GRH (Homem & Tolfo, 2008). Desta forma, é essencial compreender a reação dos trabalhadores perante a mudança (Bligh & Carsten, 2005; Shield, Thorpe, & Nelson, 2002), uma vez que o comportamento de resposta aos mesmos pode ser um contributo para marcar a diferença decisiva entre o sucesso ou o fracasso da missão internacional. Neste mesmo contexto, assiste-se a uma crescente atenção sobre o contributo que o Contrato Psicológico pode ter em contextos de incerteza. O individuo, enquanto trabalhador de uma organização que decide aceitar uma missão internacional e ir viver para outro país, tem necessidade de se enquadrar num relacionamento contínuo e motivador com a entidade empregadora. A noção do contrato psicológico torna-se fundamental para o entendimento das relações de trabalho, a partir das perceções das pessoas envolvidas. Muitos dos aspetos destes relacionamentos são implícitos (não escritos) o que pode provocar diferentes interpretações sobre as expectativas, promessas e obrigações entre partes. Vários autores defendem que o contrato psicológico é um meio fundamental na compreensão e gestão das atitudes e comportamentos dos indivíduos nas organizações (Bunderson, 2001; Kraimer, Wayne, Liden, & Sparrow, 2005; Lemire & Rouillard, 2005). O objetivo deste trabalho é conhecer o estado do contrato psicológico nos expatriados: antes da missão, após a fase de adaptação ao país de destino e na repatriação. Foi utilizada a metodologia qualitativa e para tal, foi aplicada uma entrevista individual semiestruturada e um questionário sociográfico às pessoas que se encontravam, à data, expatriadas. No total foram realizadas dez entrevistas e a análise das entrevistas foi efetuada através da Grounded Theory. Os resultados sugerem que há apenas cumprimento do contrato psicológico na fase da preparação da missão internacional, havendo, por outro lado, incumprimento do contrato psicológico durante a expatriação e na repatriação, de acordo com a perceção que os expatriados têm acerca do fim da expatriação. No entanto, a maioria dos expatriados entrevistados avalia positivamente a experiência da expatriação, apesar de as organizações parecerem ter apenas algumas regras estabelecidas de suporte ao expatriado, nomeadamente suporte logístico e financeiro, e não disporem de um programa completo e aprofundado de suporte à gestão da expatriação. Os resultados sugerem ainda que é essencial que as organizações estimulem a comunicação com os expatriados e fomentem o suporte que deve ser constante e intrínseco a todas as fases da expatriação, a fim de evitar a sensação de “abandono”.