Comparación de protocolos mac multicanal para redes inalámbricas de sensores: EM-MAC Y TSCH

Abstract

Con la aparición en los últimos tiempos de soporte de hardware para el trabajo a múltiples frecuencias, los protocolos MAC para WSN han experimentado una evolución hacia la operación multicanal, como vía para aumentar la razón de transferencia exitosa y disminuir los efectos de la interferencia y el jamming. Dos protocolos MAC multicanal de estado del arte son EM-MAC y TSCH. A pesar de que ambos usan múltiples frecuencias de radio, difieren en la manera en que abordan aspectos fundamentales como la organización de la comunicación multicanal y la asignación de frecuencias. En este trabajo se realiza una comparación entre dichos protocolos. Para el logro de este objetivo se usan implementaciones de EM-MAC y TSCH en el sistema operativo ContikiOS, las cuales se corren en el simulador COOJA sobre el nodo sensor Z1. La comparación se basa en tres escenarios de simulación que permiten evaluar el desempeño de ambos protocolos bajo diferentes condiciones de carga de tráfico, densidad de nodos e interferencia externa. Los resultados de la simulación de estos escenarios demuestran que TSCH presenta un excelente rendimiento ante condiciones de alta carga de tráfico e interferencia externa aguda, degradándose su comportamiento solo en redes de alta densidad. Por su parte EM-MAC es ideal para su uso en WSN muy densas que necesiten cursar bajas cargas de tráfico y su desempeño se ve seriamente afectado en situaciones donde los nodos se someten a una interferencia aguda, ya sea interna o externa.