Inundação Oportunística em Redes de Sensores Sem Fio com Baixo Ciclo de Trabalho e Links Não Confiáveis

O serviço de inundação foi amplamente investigado em redes sem fio para disseminar de forma eficiente comandos, configurações e binários de código em toda a rede. No entanto, pouco trabalho foi realizado em redes de sensores sem fio de baixo ciclo de trabalho, nas quais os nós permanecem adormecidos na maior parte do tempo e despertam de forma assíncrona. Nesse tipo de rede, um pacote de transmissão raramente é recebido por múltiplos nós simultaneamente, uma característica restritiva única que torna as soluções existentes inadequadas. Neste artigo, introduzimos a Inundação Oportunística, um design inovador adaptado para redes de baixo ciclo de trabalho com links sem fio não confiáveis e horários de trabalho predeterminados. Começando com uma estrutura de árvore otimizada em termos de energia, decisões de encaminhamento probabilísticas são feitas em cada emissor com base na distribuição de atraso dos receptores da próxima etapa. Apenas pacotes precoces oportunisticamente são encaminhados via links fora da árvore para reduzir o atraso de inundação e a redundância na transmissão. Propomos ainda um método de seleção de retransmissor para aliviar o problema do terminal oculto e um método de retrocesso baseado na qualidade do link para resolver operações de encaminhamento simultâneas. Demonstramos por meio de simulações extensivas e implementações em banco de testes que a Inundação Oportunística está próxima do desempenho ótimo alcançável por designs de inundação oracular. Comparado à Inundação Tradicional Aprimorada, nosso design alcança um atraso de inundação significativamente mais curto enquanto consome apenas 20-60% da energia de transmissão.