Análise Cruzada da Distribuição de Atraso de Ponta a Ponta em Redes de Sensores Sem Fio

Aplicações emergentes de redes de sensores sem fio (WSNs) requerem garantias de qualidade de serviço (QoS) em tempo real a serem fornecidas pela rede. Devido aos impactos não determinísticos do canal sem fio e aos mecanismos de enfileiramento, a análise probabilística de QoS é essencial. Uma métrica importante de QoS em WSNs é a distribuição de probabilidade do atraso de ponta a ponta. Comparado a outras métricas de desempenho de atraso amplamente utilizadas, como o atraso médio, a variância do atraso e o pior caso de atraso, a distribuição de atraso pode ser usada para obter a probabilidade de atender a um prazo específico para comunicação baseada em QoS em WSNs. Para investigar a distribuição de atraso de ponta a ponta, neste artigo, um abrangente modelo de análise cruzada é desenvolvido, que emprega um modelo estocástico de enfileiramento em ambientes de canal realistas. Este modelo é genérico e pode ser parametrizado para uma ampla variedade de protocolos MAC e protocolos de roteamento. Estudos de caso com o protocolo MAC CSMA/CA e um protocolo anycast são realizados para ilustrar como o modelo desenvolvido pode prever analiticamente a distribuição do atraso de ponta a ponta. Extensas experiências em bancada de testes e simulações são realizadas para validar a precisão do modelo para implantações determinísticas e aleatórias. Além disso, os efeitos de vários parâmetros de rede sobre a distribuição do atraso de ponta a ponta são investigados através do modelo desenvolvido. Até onde sabemos, este é o primeiro trabalho que fornece uma análise cruzada genérica e probabilística do atraso de ponta a ponta em WSNs.