Análisis de desempeño del protocolo MAC del estándar IEEE 802.15.4 - García Algora, Carlos Manuel (Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Facultad de Ingeniería Eléctrica. Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones, 2015)
Las Redes de Sensores Inalámbricos (WSN) se han convertido en un área de investigación de gran interés por sus innumerables aplicaciones en la ciencia y en la sociedad. Las características particulares de este tipo de redes han requerido el diseño de nuevos protocolos para su implementación en todos los niveles de su arquitectura de red. Debido a que la interfaz de radio es el más alto consumidor de la escasa energía disponible en los nodos WSN, uno de los focos principales de investigación en WSN han sido los protocolos MAC pues estos gobiernan el comportamiento de la interfaz de radio. En los últimos 15 años la IEEE ha propuesto y actualizado el estándar IEEE 802.15.4, el cual define la capa física y MAC de las Redes Inalámbricas de Area Personal de Baja Tasa de Transmisión (LRWPAN). En este estándar se define un protocolo MAC destinado a ser el estándar de facto para WSN y, por tanto, se vuelve imperativo el estudio de su desempeño ante diferentes condiciones de la red. En este trabajo se realiza un análisis de desempeño del protocolo MAC IEEE 802.15.4 a través de simulación usando el simulador Castalia/OMNeT++. Este análisis se enfoca en el efecto sobre el desempeño del protocolo de la carga de tráfico y la interferencia. Para ello se define un modelo de simulación y se diseñan cuatro escenarios para comprobar el desempeño del protocolo bajo diferentes condiciones de carga de tráfico, densidad de nodos dentro de la red, niveles de Ciclo Util de Radio (RDC) de los nodos, y niveles de interferencia externa. Los resultados de simulación de estos escenarios demuestran que el protocolo IEEE 802.15.4 tiene buen desempeño cuando los niveles de carga de tráfico, densidad de nodos, RDC e interferencia son bajos. Sin embargo, el presente estudio demuestra que la degradación del desempeño del protocolo a medida que aumentan los parámetros anteriores está influenciada por algunas características propias del protocolo IEEE 802.15.4, como el empleo de CSMA/CA y la comunicación basada en ACK.
Keywords: Protocolos Mac; Redes de Sensores Inalámbricos; Estándar IEEE 802.15.4