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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Método de acesso ao meio baseado em prioridades para melhoria das taxas de transferência em WBANs
Alternate title (s): A priority-based medium access method for improve transfer rates in WBANs
Author: Oliveira, Sérgio Ricardo de Jesus
First Advisor: Soares, Alcimar Barbosa
First coorientator: Pereira, Adriano Alves
First member of the Committee: Teixeira, Edilberto Pereira
Second member of the Committee: Junior, Ailton Luiz Dias Siqueira
Third member of the Committee: Moraes, Raimes
Summary: Apesar dos avanços das chamadas Body Area Networks (BAN), ainda se observa uma demanda crescente por tecnologias que permitam o desenvolvimento de aplicações envolvendo grande densidade de sensores e captação de sinais com taxas de amostragem distintas, impondo exigências não triviais ao protocolo de acesso ao meio na gerência de sistemas sem fio (WBANs). Neste trabalho, o autor apresenta um novo protocolo de acesso ao meio para redes WBAN, baseado em um modelo de prioridades que altera dinamicamente a sequência de leitura dos nós da rede. O protocolo proposto, denominado MAR-PC (Multiple Access with Reserve and Priority Control), foi elaborado tomando-se como base o protocolo Polling e é capaz de definir a prioridade de cada nó sensor a partir de sua taxa de amostragem e do volume de dados pendente para leitura em cada sensor. Neste protocolo o nó central estima constantemente o tempo restante para estouro de uma memória FIFO contida em cada nó sensor e, a partir daí, estabelece as prioridades de leitura dos mesmos. Com esta estratégia, o nó central, mesmo não estando em comunicação permanente com os sensores, é capaz de avaliar dinamicamente o tempo limite para interrogação de um nó, evitando haja perda de dados. O desempenho do MAR-PC foi testado contra o protocolo Polling e outros MACs publicados na literatura recente. Os resultados mostram uma melhoria significativa na taxa de transferência da WBAN em comparação com os protocolos concorrentes, especialmente quando os nós sensores da rede trabalham com diferentes taxas de amostragem.
Abstract: Even with the advances made in the so-called Body Area Networks (BAN), there is still a distinct and growing demand for technology that allows for the development of applications involving a high sensor density and signal collection with a distinct sample rate, which impose non-trivial demands on the Media Access Control (MAC) protocol in wireless system management (WBANS). In this work, the author presents a new media access protocol for WBAN networks, which is based on a priority model that dynamically alters the node sequence reading of the network. The proposed protocol, denominated as MAR-PC (Multiple Access with Reserve and Priority Control), was elaborated by taking as a base the Polling protocol, which is capable of defining the priority of each node sensor from its sample rate as well as the volume of pending data to be read on each sensor. In this protocol the central node constantly estimates the time remaining until a FIFO memory overflow that is contained in each node sensor, and as of this point establish their reading priorities. Through this strategy, the central node, even though it is not in constant communication with the sensors, is capable of dynamically evaluating the time limit for the interrogation of a node, thus avoiding any loss of data. The performance of the MAR-PC was compared to that of a standard Polling protocol and to other MACs published in recent literature. The results show a significant improvement in the throughput of the WBANs in comparison with the competing protocols, especially when the sensor nodes work at distinct and considerably different sampling rates.
Keywords: Wireless
WBAN
MAC
Protocolo
Protocol
Throughput
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: OLIVEIRA, Sérgio Ricardo de Jesus. Método de acesso ao meio baseado em prioridades para melhoria das taxas de transferência em WBANs. 2017. 151 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.16
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20657
Date of defense: 15-Dec-2017
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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