Control de Acceso al Medio basado en Entropía para S-ALOHA en Redes Inalámbricas Ad-Hoc

• Autores: Sergio Jesús González Ambriz, Mario E. Rivero Angeles, Rolando Menchaca Méndez, Ricardo Menchaca Méndez
• Localización: Revista iberoamericana de automática e informática industrial ( RIAI ), ISSN-e 1697-7920, Vol. 16, Nº. 2, 2019, págs. 178-189
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Entropy-Based Channel Access Control for S-ALOHA in Wireless Ad-Hoc Networks
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    En este artículo presentamos un nuevo enfoque de acceso al medio de capa cruzada que utiliza información topológica de la red para seleccionar la probabilidad de transmisión de cada nodo. En el esquema propuesto, la probabilidad de acceder al canal es asignada en función tanto de la entropía topológica de la red, como de la probabilidad individual de cada nodo de ser elegido por el algoritmo de enrutamiento como retransmisor en un flujo de datos de extremo-a-extremo. La entropía topológica de la red mide la capacidad de dicha red para distribuir el tráfico entre los nodos que la componen. Valores de entropía baja indican que el tráfico tenderá a concentrarse en regiones particulares de la red y que por lo tanto la probabilidad de que los nodos localizados en dichas regiones experimenten contención, es alta. En este caso, la probabilidad de acceso al medio de los nodos que se encuentran en esas regiones deberá ser seleccionada de forma tal que se reduzca la probabilidad de que experimenten contención. Experimentos de simulación muestran que el esquema propuesto logra ganancias de desempeño en términos del caudal, la probabilidad de experimentar colisiones y el retardo extremo-a-extremo.

  • English

    In this paper we present a novel cross-layer medium access control scheme that uses information about the network topology in order to select the adequate transmission probability at the individual nodes. In the proposed Entropy-based Medium Acess Control protocol (EbMAC), the probability of accessing the channel of each node is a function of the topological network entropy and their individual probability of being selected as relay in an end-to-end path computed by the routing algorithm. The topological network entropy measures the ability of the network to distribute the data traffic among the nodes. High values of network entropy indicate that the data trac will tend to concentrate around particular regions of the network and hence, that these regions are more likely to experience contention. In this case, the channel access probability has to be selected in such a way as to reduce the packet collision probability in such hot spots. Simulation-based experiments show that the proposed scheme attains performance gains in terms of throughput, collisions ratio and end-to-end delay.