Operación multihop eficiente en redes acústicas submarinas de sensores con planificación TDMA

Abstract

Dos de los problemas a los que se enfrentan las comunicaciones inalámbricas submarinas, y que limitan sobremanera la velocidad de transmisión de los datos, son (i) la atenuación en el medio acuático, que es selectiva en frecuencia, y (ii) el alto retardo de propagación. El primer factor, obliga a usar frecuencias bajas (acústicas), con una consiguiente degradación en la velocidad de transmisión de datos, que limita las aplicaciones posibles. El segundo problema, hace que las técnicas empleadas para el acceso y transmisión de los nodos (capa de enlace OSI o MAC), deban ser lo más eficientes posible para no demorar en demasía la entrega de datos. En concreto, en esta comunicación abordamos el problema de una red de nodos con sensores que pretende ser diseñada para minimizar el impacto de los dos problemas anteriormente citados. Para ello, se establece una técnica TDMA en el acceso al medio y se estudia el efecto que tiene una disciplina de servicio para la capa MAC para transmitir paquetes, basada en una cola FIFO con prioridad, bajo una planificación eficiente de transmisiones en la red. Se plantean distintos escenarios de tráfico generado uniforme o no uniforme por los nodos sensores, además de introducir una métrica (índice de Gini) para la uniformidad de paquetes entregados al Gateway por cada nodo, que es un criterio para que la red sea justa (fairness). Como resultados, se aportan medidas de throughput, retardo extremo a extremo de los paquetes, así como tamaño medio y máximo de las colas de cada nodo.