Um estudo comparativo entre protocolos de controle de acesso ao meio baseados em pontos de encontros para múltiplos canais ortogonais

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2016.O presente estudo tem como objetivo avaliar protocolos de controle de acesso ao meio para redes sem fio funcionando em modo de operação não infraestruturado para ambientes com múltiplos canais ortogonais. Motivado pela necessidade de realizar melhor utilização do limitado espectro eletromagnético, foi realizada uma breve revisão do estado da arte, onde são discutidos protocolos que representam importantes paradigmas na metodologia de distribuição dos recursos de rede. Os protocolos CHMA [44], McMAC (Parallel Rendezvous Multi-Channel MAC Protocol [39]) e IEEE 802.11 [16] são implementados em linguagem C++, utilizando como base o ambiente de simulação de eventos discretos Omnet++ e o framework MiXiM [21]. Com base nos resultados obtidos na simulação dos três protocolos foi realizado um estudo comparativo onde os resultados foram contrastados de acordo com a vazão total de rede e a justiça com a qual os protocolos distribuem os recursos disponíveis. Os resultados obtidos apontam para um significativo ganho de desempenho para protocolos que utilizam múltiplos canais ortogonais, em especial quando o protocolo permite encontros paralelos. O protocolo McMAC apresentou a maior vazão total de rede entre os protocolos comparados, em especial quando há maior número de canais e de nós participantes, chegando a atingir aproximadamente dez vezes a vazão total do protocolo CHMA quando há 128 pares de nós concorrendo para utilizar 64 canais no envio de quadros de dados de 1500 bytes.The purpose of this study is to establish a comparison between medium access control protocols (MAC’s) for ad-hoc wireless networks, motivated by the need to make better use of the limited electromagnetic spectrum available in wireless communications. A short review of the state of the art is presented, from which three protocols are chosen for comparison. Protocols CHMA (Channel Hopping Multiple Access [44]), McMAC (Parallel Rendezvous Multi-Channel MAC Protocol [39]) and 802.11 [16] were implemented in the C++ programming language under the Omnet++ discrete event simulator using the MiXiM [21] framework. The implemented protocols are then simulated and the results are compared based on total network throughput and their fairness in the distribution of available resources. The results show significant gains by protocols able to make use of multiple channels, especially when the protocol allows for multiple parallel transmissions. The McMAC protocol obtained the best total network throughput, with up to approximately ten times the total network throughput when 128 pairs of nodes contend for 64 channels to transmit 1500 byte frames