RIMP : protocolo de controle de acesso ao meio com múltipla recepção de pacotes para redes ad hoc

Abstract

Técnicas de comunicação que utilizam múltiplas antenas (MIMO, do inglês multiple-input, multiple-output) são uma importante área de pesquisa, que têm atraído considerável atenção. Em especial, os sistemas MIMO multiusuário são capazes de combinar o aumento da capacidade com, quando os devidos requisitos forem atendidos, algoritmos de múltipla recepção de pacotes, de forma que diversos usuários possam transmitir, sob altas velocidades, ao mesmo tempo no canal. Entretanto, em um cenário real de uma rede ad hoc, os pré-requisitos necessários para a utilização desses recursos podem não ser obtidos com facilidade. Este trabalho apresenta como primeira contribuição a proposta de um protocolo de controle de acesso ao meio MAC (do inglês, medium access control) por inicitiva do receptor que faz uso de uma estratégia específica para controlar a taxa na qual pacotes de RTR são desencadeados pelos nós de consulta. Além disso, é proposto um algoritmo para controlar a ordem na qual os vizinhos do nó de consulta são individu- almente consultados por ele baseando-se na priorização daqueles nós com os quais é mais provável de se realizar uma negociação com sucesso. A segunda contribuição diz respeito à validação, por intermédio de simulaçõesMonte Carlo, do modelo analítico proposto por Loyka e Gagnon para a modelagem da arquitetura de multiplexagem espacial V- BLAST que, posteriormente, é utilizada na camada física do protocolo por iniciativa do receptor com múltipla recepção de pacotes (RIMP-MAC) que é proposto. A terceira contribuição diz respeito à proposta do protocolo RIMP-MAC. Este protocolo emprega téc- nicasMIMO de multiplexagem espacial em conjunto com mecanismos de múltipla recepção de pacotes nos nós de consulta em uma abordagem por iniciativa do receptor. Os resultados numéricos/analíticos obtidos mostram que o protocolo proposto, além de se basear em suposição mais realistas, apresenta desempe- nho superior ao do IEEE 802.11 para cenários de rede em que os nós apresentam condições de tráfego saturado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Multiple-input, multiple-output communication techniques are an important area of research, and have attracted considerable attention. In particular, multiuser MIMO systems are capable of offering the higher link capacity with, when the necessary requirements are fulfilled, multipacket reception algorithms, so that several users can transmit, at higher rates, at the same time in the channel. However, in a real scenario of an ad hoc network, the prerequisites needed to use these resources may not be easily obtained. This work presents as a first contribution the proposal of a receiver-initiated MAC protocol which makes use of a specific strategy to control the rate at which RTR packets are triggered by the polling nodes. Moreover, an algorithm is proposed to control the order in which the polling node neighbor’s are individually consulted by him based on the prioritization of those nodes with which it is more likely to perform a successful handshake. The second contribution relates to the validation, through Monte Carlo simulations, of the analytical model proposed by Loyka and Gagnon for modeling the spatial multiplexing architecture V-BLAST which, subsequently, is used in the physical layer of the receiver-initiated protocol with multipacket reception that is proposed (RIMP-MAC). The third contribution relates to the proposed protocol RIMP-MAC. This protocol employs spatial multiplexing MIMO techniques in conjunction with mechanisms of multipacket reception at the polling nodes in a receiver-initiated approach. The obtained results show that the proposed protocol, in addition to being based on more realistic assumptions, outperforms the IEEE 802.11 for network scenarios in which nodes present saturated traffic conditions.