Estudo de um Sistema de Telefonia sem Infraestrutura através de Modelagem e Simulação baseada em Agentes

• Main Author: André Luiz Machado de Oliveira
• Other Authors: Camilo Rodrigues Neto
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2012
• Subjects: Comunicação Cooperativa; Modelagem Baseada em Agentes; Protocolos Sem Fio.; Redes Ad-Hoc; Sistemas Complexos; Sistemas Distribuídos; Agent-based Model; Complex Systems; Cooperative Communication; Distributed Systems; Mobile Ad-Hoc Networks; Wireless Communications; Wireless Protocols.
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100132/tde-28122012-092709/

A evolução tecnológica das redes de telecomunicações sem fio permite que organizações de redes mais inteligentes sejam vislumbradas. É possível imaginar um sistema de telefonia formado por dispositivos móveis autônomos que não necessite de nenhuma infraestrutura pré-estabelecida para trocar informações com seus vizinhos, de acordo com o alcance do raio de transmissão. Assim, as informações poderiam ser repassadas de nó em nó, formando uma rede de múltiplos saltos. A ausência de uma entidade central também poderia melhorar a tolerância a falhas do sistema, principalmente por gerar uma redundância de caminhos possíveis entre os nós. Analisamos o desempenho desse sistema em diferentes cenários e a sensibilidade à variação de parâmetros como o raio de transmissão, interferências, a quantidade de nós e número de saltos máximo permitido (TTL), e testamos estratégias de comunicação com raio fixo, raio variável, número de vizinhos mínimo e etc., através de modelagem e simulação baseada em agentes. De maneira geral, a estratégia de transmissão com raio variável apresentou a melhor taxa de mensagens recebidas e a menor média de saltos até o destino, porém com maior nível de energia do sistema. A estratégia de raio fixo apresentou a menor energia total gasta pelo sistema para enviar as mensagens, porém, com uma taxa menor de mensagens recebidas. Além disso, avaliamos que as principais causas de perdas de pacotes estão associadas com o aumento da mobilidade, a redução do TTL e as interferências, sendo que cada uma contribui mais ou menos de acordo com o cenário estudado. === The technological development of Wireless Networks leads to more intelligent networks structures. One can imagine a mobile data system consisting of autonomous mobile devices that do not require any pre-established infrastructure to exchange information one with another, limited mainly by the transmission radius. Thus, data could be forwarded from node to node, forming a multihop network. The absence of a central entity could also improve fault tolerance by allowing redundant paths for nodes to communicate. We analyzed the performance of the system in different scenarios and system behavior regarding parameters variations such as transmission radius, interferences, the number of nodes and maximum allowed number of hops (TTL), and tested communication strategies with fixed radius, variable radius, minimum number of neighbors to transmit, etc., through modeling and simulation-based agents. In general, variable radius strategy had the best rate of incoming messages and the lowest average number of hops to the destination. However it presented the higher level of system energy. In one hand, fixed radius strategy presented the lowest total energy expended by the system to send messages, but, in the other hand, the rate of incoming messages was lower. Furthermore, we discovered the main causes of packet losses are associated with increased mobility, reducing the TTL and interference, each of which contributes more or less in accordance with the scenario.