Protocolo smac para wsn

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Protocolo SMAC
Jesús Guillen - jesus.guillen@prodis.com.ar
Curso en Redes de Sensores Inalámbricos – Facultad Regional Mendoza – UTN

1. Introducción

Las WSN esencialmente consisten en una red inalámbrica de dispositivos autónomos distribuidos, los cuales hacen uso de sensores para medir temperatura, sonido, vibración, presión y luz, y de esta forma realizan un monitoreo de variablesfísicas y ambientales en cualquier ubicación.
Una red de estos dispositivos colaborará para una aplicación común como del seguimiento del medio ambiente. Esperamos que las redes de sensores que se desplegarán en una manera ad hoc, con nodos individuales en gran medida inactivos durante largos períodos de tiempo, pero luego de repente convertirse en activa cuando se detecta algo. Estascaracterísticas de las redes de sensores y aplicaciones motivan a un nuevo diseño MAC que es diferente de los tradicionales MAC inalámbricas, tales como IEEE 802.11.
Una de las características más importantes en WSN es de qué forma se debe realizar la transmisión de datos de modo que el consumo de energía sea el mínimo.  Por ello se han desarrollado protocolos de transmisión de datos con el objetivo de “dormir”sensores cuando su actuación no sea necesaria, optimizando el uso de energía en la red, al mismo tiempo que se tiene en cuenta el impacto que esto significa sobre el rendimiento del protocolo en la red.

Una de las tareas fundamentales de protocolos MAC es evitar colisiones de manera que dos nodos no se interfieran al transmitir al mismo tiempo. Hay muchos protocolos MAC que se han desarrolladopara la comunicación inalámbrica de voz y datos redes. Para diseñar un buen protocolo MAC para la red inalámbrica de sensores se consideran los siguientes atributos. La primera es la eficiencia energética. Como se mencionó anteriormente, los nodos de sensores pueden que se alimenten a batería, y es a menudo muy difícil de cambiar o recargar las baterías de estos dispositivos.

La prolongaciónde vida útil de la red para estos nodos es una cuestión crítica. Otro atributo importante es la escalabilidad necesaria para el cambio en el tamaño de la red, la densidad de nodos y topología. Algunos nodos puede morir con el tiempo, y algunos nuevos nodos pueden sumarse más adelante, como también algunos nodos pueden moverse a diferentes lugares. Un buen protocolo MAC debe adaptarse con facilidada estos cambios de la red. Otros atributos importantes son la equidad, la latencia, el rendimiento y utilización de ancho de banda.

Varios protocolos de conservación de energía MAC han sido propuestos. El estándar IEEE 802.15.4 (en desarrollo) es un protocolo MAC que utiliza el “sueño” periódico para conservar la energía y requiere de sincronización para decidir sobre horarios adecuados. TMACes otro ejemplo que introduce a dormir los nodos para reducir el consumo de energía. TMAC también requiere de sincronización para reducir la latencia provocada por sueño. Otro protocolo MAC eficiente de energía es SMAC. SMAC modifica DCF poniendo a dormir a los nodos determinadas horas para ahorrar energía, pero esto también incurre en retrasos causado por el sueño. Los nodos vecinosforman grupos virtuales para auto-sincronizar los horarios de sueño. Inspirado en PAMAS, S-MAC establece también que la radio duerme durante las transmisiones de otros nodos. 

El propósito de esta monografía es describir en detalle a este protocolo tratando de explicar en forma simple sus principales características, utilizando para ello ejemplos, comparación con otros protocolos y también se incluye unaevaluación del desempeño del mismo.

2. SMAC: Descripción del protocolo

S-MAC es un nuevo protocolo Mac diseñado explícitamente para redes de sensores inalámbricos. Mientras que reducir el consumo de energía es el principal objetivo de su diseño, este protocolo también tiene buena escalabilidad y la evitación de colisión mediante la utilización de una programación combinada y el...
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