Agregar más PHY al MAC: explotar los efectos de la capa física en redes inalámbricas (serie sobre informática distribuida)

Los algoritmos inalámbricos tradicionales con demasiada frecuencia ignoran las cualidades especiales del medio inalámbrico. En esta tesis, proponemos nuevas primitivas de transmisión inalámbrica para diversas aplicaciones y evaluamos cada una de ellas en una red de sensores inalámbricos. En particular, nos centramos en integrar dos propiedades en nuestras primitivas: la disponibilidad de control de potencia de transmisión y el efecto de captura. Primero, consideramos los problemas de priorización del tráfico y ejecución de múltiples algoritmos inalámbricos en paralelo. Proponemos una técnica que permite ejecutar simultáneamente múltiples algoritmos de diferentes prioridades, con una sobrecarga mínima en términos de ancho de banda y latencia. Esto se hace asignando a cada prioridad un rango de intensidades de señal recibida admisibles en cada nodo y empleando el efecto de captura para permitir automáticamente la recepción solo de la señal entrante más fuerte. La configuración es transparente para los algoritmos: cada uno parece tener acceso completo a los recursos de la red siempre que ningún algoritmo de mayor prioridad desee utilizarlos. Discutimos qué propiedades del gráfico de red y del hardware inalámbrico son beneficiosas para nuestra técnica. En segundo lugar, demostramos la viabilidad de lograr una interferencia constructiva utilizando nodos de sensores inalámbricos básicos. A diferencia de trabajos anteriores, nuestra técnica no se basa en eventos externos globales como referencia, sino que apunta a minimizar los errores en la sincronización del reloj y el tiempo de transmisión. Nuestra evaluación muestra que nuestra técnica es capaz de lograr una interferencia constructiva en más del 30% de los casos, incluso después de varios minutos de sueño. En tercer lugar, proponemos una clase de primitivas de transmisión que desacoplan los encabezados de sincronización de los paquetes de sus cargas útiles, de modo que dos o más remitentes diferentes puedan contribuir a un único paquete recibido. Exploramos 2 aplicaciones: 1) permitir intentos de recepción de paquetes muy débiles, por ejemplo, a través de un abismo de red, y 2) la inyección de paquetes más cortos en transmisiones en curso más largas. Investigamos formas de reducir enormemente los problemas derivados del uso de un encabezado de sincronización que no coincide para la recepción. En la práctica, podemos decodificar con éxito hasta el 30% de los paquetes cruzados y hasta el 70% de los paquetes inyectados. Cuarto, examinamos cómo el control de la potencia de transmisión puede mejorar los horarios inalámbricos. Basado en el algoritmo de programación RAND clásico, desarrollamos una versión que emplea control de potencia llamada PowerRAND. Los cronogramas generados por PowerRAND son entre un 20 y un 25 % más cortos, es decir, alcanzan un rendimiento entre un 25 y un 33 % mayor que RAND. Nuestra evaluación práctica muestra que estos cronogramas son igualmente factibles en la práctica. Además, analizamos cómo el control de energía proporciona flexibilidad a los horarios frente a entornos cambiantes.

• | Autor: Michael Konig
• | Editor: Plataforma de publicación independiente CreateSpace
• | Fecha de publicación: 11 de julio de 2017
• | Número de páginas: 138 páginas
• | Idioma: inglés
• | Encuadernación: Tapa blanda
• | ISBN-10: 1981628029
• | ISBN-13: 9781981628025