Manejo de vacío 3D geográfico P2P-RPL para redes IR-UWB de múltiples saltos en interiores
Autores: Kim, Dongwon; Jung, Jiwon; Kwon, Younggoo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Manejo de vacío 3D geográfico P2P-RPL para redes IR-UWB de múltiples saltos en interiores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estandarizado
P2P-RPL
Sobrecostos
Enrutamiento geográfico
Manejo de vacíos
GVA-P2P-RPL
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La IETF ha estandarizado el RPL punto a punto (P2P-RPL) para garantizar un descubrimiento de ruta P2P fiable y óptimo para redes de baja potencia y pérdida de paquetes (LLNs). P2P-RPL propaga paquetes de descubrimiento de ruta a todos los nodos en la red, lo que resulta en altos gastos generales de comunicación de enrutamiento. Recientemente, se han propuesto otros algoritmos de enrutamiento P2P basados en RPL para reducir dichos gastos generales, pero aún así, ocurre una cantidad bastante considerable de gastos generales debido a su enfoque basado en inundaciones. En entornos tridimensionales de la vida real, se deben desplegar un mayor número de nodos para garantizar la conectividad total de la red, y por lo tanto, la estrategia de inundación incurre en mayores gastos generales. En un esfuerzo por aliviar los altos gastos generales, el enrutamiento geográfico es una solución atractiva que explota las ubicaciones geográficas de los nodos en su selección de enrutamiento de siguiente salto. Sin embargo, el enrutamiento geográfico sufre inherentemente del problema de mínimo local (vacío) tras la selección codiciosa del siguiente salto. Los mínimos locales ocurren con más frecuencia en el espacio 3D, y por lo tanto, se requiere una técnica confiable de manejo de vacíos en 3D. En este documento, proponemos el RPL punto a punto de reenvío codicioso y manejo de vacíos con temporizador de goteo adaptativo (GVA-P2P-RPL), que es un protocolo de enrutamiento P2P basado en RPL novedoso que descubre rápidamente rutas P2P energéticamente eficientes y fiables en redes 3D. En GVA-P2P-RPL, P2P-RPL se modifica para reenviar de forma codiciosa los paquetes de enrutamiento cuando es posible. Se realiza un auto-posicionamiento multi-salto 3D basado en IR-UWB con antelación para obtener la ubicación geográfica de cada nodo. Cuando se encuentran mínimos locales, los paquetes de enrutamiento se transmiten temporalmente como en el P2P-RPL tradicional. También se presenta un nuevo algoritmo de goteo llamado temporizador de goteo adaptativo (ATT) para reducir el tiempo de descubrimiento de ruta y proporcionar mejores efectos de evasión de colisiones. El rendimiento de GVA-P2P-RPL se compara con el de P2P-RPL, P2P-RPL basado en inundaciones parciales (PF-P2P-RPL) y ER-RPL. Muestra mejoras significativas en los gastos generales de descubrimiento de ruta y en el tiempo de descubrimiento de ruta frente a estos métodos de enrutamiento P2P basados en RPL de vanguardia en entornos 3D. También se presenta una evaluación del rendimiento en el caso de red especial donde existe un gran volumen de vacío 3D en el centro para mostrar la sólida capacidad de recuperación de vacíos del propuesto GVA-P2P-RPL en entornos 3D.
Descripción
La IETF ha estandarizado el RPL punto a punto (P2P-RPL) para garantizar un descubrimiento de ruta P2P fiable y óptimo para redes de baja potencia y pérdida de paquetes (LLNs). P2P-RPL propaga paquetes de descubrimiento de ruta a todos los nodos en la red, lo que resulta en altos gastos generales de comunicación de enrutamiento. Recientemente, se han propuesto otros algoritmos de enrutamiento P2P basados en RPL para reducir dichos gastos generales, pero aún así, ocurre una cantidad bastante considerable de gastos generales debido a su enfoque basado en inundaciones. En entornos tridimensionales de la vida real, se deben desplegar un mayor número de nodos para garantizar la conectividad total de la red, y por lo tanto, la estrategia de inundación incurre en mayores gastos generales. En un esfuerzo por aliviar los altos gastos generales, el enrutamiento geográfico es una solución atractiva que explota las ubicaciones geográficas de los nodos en su selección de enrutamiento de siguiente salto. Sin embargo, el enrutamiento geográfico sufre inherentemente del problema de mínimo local (vacío) tras la selección codiciosa del siguiente salto. Los mínimos locales ocurren con más frecuencia en el espacio 3D, y por lo tanto, se requiere una técnica confiable de manejo de vacíos en 3D. En este documento, proponemos el RPL punto a punto de reenvío codicioso y manejo de vacíos con temporizador de goteo adaptativo (GVA-P2P-RPL), que es un protocolo de enrutamiento P2P basado en RPL novedoso que descubre rápidamente rutas P2P energéticamente eficientes y fiables en redes 3D. En GVA-P2P-RPL, P2P-RPL se modifica para reenviar de forma codiciosa los paquetes de enrutamiento cuando es posible. Se realiza un auto-posicionamiento multi-salto 3D basado en IR-UWB con antelación para obtener la ubicación geográfica de cada nodo. Cuando se encuentran mínimos locales, los paquetes de enrutamiento se transmiten temporalmente como en el P2P-RPL tradicional. También se presenta un nuevo algoritmo de goteo llamado temporizador de goteo adaptativo (ATT) para reducir el tiempo de descubrimiento de ruta y proporcionar mejores efectos de evasión de colisiones. El rendimiento de GVA-P2P-RPL se compara con el de P2P-RPL, P2P-RPL basado en inundaciones parciales (PF-P2P-RPL) y ER-RPL. Muestra mejoras significativas en los gastos generales de descubrimiento de ruta y en el tiempo de descubrimiento de ruta frente a estos métodos de enrutamiento P2P basados en RPL de vanguardia en entornos 3D. También se presenta una evaluación del rendimiento en el caso de red especial donde existe un gran volumen de vacío 3D en el centro para mostrar la sólida capacidad de recuperación de vacíos del propuesto GVA-P2P-RPL en entornos 3D.