Avaliando Estratégias de Comunicação em Redes de Área Corporal sem Fio sob Diferentes Contextos de Mobilidade, Interferência e Carga de Aplicação

  • Willians de P. Pereira Universidade Federal da Bahia / Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Rondônia
  • Jorge F. Herculano Universidade Federal da Bahia / Universidade Federal do Sul da Bahia
  • Alirio S. de Sá Universidade Federal da Bahia

Resumo


As Redes de Área Corporal Sem Fio (WBAN, Wireless Body Area Network) devem suportar requisitos de aplicações médicas e não-médicas, contornando falhas de comunicação provocadas pela mobilidade do corpo e ruídos nas transmissões sem fio. Para isso, estratégias de comunicação baseadas em múltiplos saltos (multi-hop) têm sido estudadas na tentativa de melhorar a eficiência e confiabilidade no encaminhamento das mensagens na rede. Contudo, o desempenho dessas estratégias de comunicação em WBAN, observando o efeito combinado de mobilidade do corpo, interferência e diferentes cargas de aplicação, ainda não foi estudado de forma adequada na literatura. Nesse contexto, o presente artigo avalia o desempenho de abordagens de comunicação em diferentes situações de mobilidade do corpo, interferência e carga de aplicação. Para tanto, foram realizados experimentos com interferência na comunicação, contextos variados de mobilidade do corpo e diferentes condições de carga de aplicação. Os resultados mostram que usar abordagens de comunicação sensíveis a interferência, mobilidade do corpo e condições de carga melhora a eficiência de tráfego e a eficiência energética da rede.

Palavras-chave: Topologia, WBAN, Abordagem de Múltiplos Saltos

Referências

B. Latré, B. Braem, I. Moerman, C. Blondia, and P. Demeester, “A survey on wireless body area networks,” Wireless Networks, vol. 17, no. 1, pp. 1–18, jan 2011.

B. Abidi, A. Jilbab, and E. H. Mohamed, “Wireless body area networks: a comprehensive survey,” Journal of Medical Engineering and Technology, vol. 44, no. 3, pp. 97–107, apr 2020.

M. Salayma, A. Al-Dubai, I. Romdhani, and Y. Nasser, “Wireless Body Area Network (WBAN) A Survey on Reliability, Fault Tolerance, and Technologies Coexistence,” ACM Computing Surveys, vol. 50, no. 1, pp. 1–38, jan 2018.

K. Hasan, K. Biswas, K. Ahmed, N. S. Nafi, and M. S. Islam, “A comprehensive review of wireless body area network,” Journal of Network and Computer Applications, vol. 143, no. July, pp. 178–198, oct 2019.

S. Movassaghi, M. Abolhasan, and J. Lipman, “A Review of Routing Protocols in Wireless Body Area Networks,” Journal of Networks, vol. 8, no. 3, pp. 559–575, mar 2013.

W. Badreddine, C. Chaudet, F. Petruzzi, and M. Potop-Butucaru, “Broadcast Strategies in Wireless Body Area Networks,” in Proceedings of the 18th ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems. New York, NY, USA: ACM, nov 2015, pp. 83–90.

W. Badreddine, N. Khernane, M. Potop-Butucaru, and C. Chaudet, “Convergecast in Wireless Body Area Networks,” Ad Hoc Networks, vol. 66, pp. 40–51, nov 2017.

G. Bu and M. Potop-Butucaru, “FIFO Order reliable convergecast in WBAN,” Computer Networks, vol. 146, pp. 200–216, dec 2018.

F. Ullah, M. Zahid Khan, M. Faisal, H. U. Rehman, S. Abbas, and F. S. Mubarek, “An Energy Efficient and Reliable Routing Scheme to enhance the stability period in Wireless Body Area Networks,” Computer Communications, vol. 165, no. July 2020, pp. 20–32, jan 2021.

E. Selem, M. Fatehy, and S. M. A. El-Kader, “mobTHE (Mobile Temperature Heterogeneity Energy) Aware Routing Protocol for WBAN IoT Health Application,” IEEE Access, vol. 9, pp. 18 692–18 705, 2021.

A. Boulis, “Castalia: A Simulator for Wireless Sensor Body Area Networks,” NICTA, Tech. Rep. 408, 2013.

J.-i. Naganawa, K. Wangchuk, M. Kim, T. Aoyagi, and J.-i. Takada, “Simulation-Based Scenario-Specific Channel Modeling for WBAN Cooperative Transmission Schemes,” IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, vol. 19, no. 2, pp. 559–570, mar 2015.

E. Caballero, V. Ferreira, R. A. Lima, J. C. H. Soto, D. Muchaluat-Saade, and C. Albuquerque, “BNS: A Framework for Wireless Body Area Network Realistic Simulations,” Sensors, vol. 21, no. 16, p. 5504, aug 2021.

A. Varga and R. Hornig, “An overview of the omnet++ simulation environment,” in Proceedings of the 1st international conference on Simulation tools and techniques for communications, networks and systems & workshops, 2008, pp. 1–10.

D. Pediaditakis, Y. Tselishchev, and A. Boulis, “Performance and scalability evaluation of the Castalia wireless sensor network simulator,” in Proceedings of the 3rd International ICST Conference on Simulation Tools and Techniques. ICST, 2010.

A. S. Tanenbaum and D. J. Wetheral, Computer Networks, 5th ed. Boston: Edward Elgar Publishing, 2011.
Publicado
21/11/2022
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PEREIRA, Willians de P.; HERCULANO, Jorge F.; DE SÁ, Alirio S.. Avaliando Estratégias de Comunicação em Redes de Área Corporal sem Fio sob Diferentes Contextos de Mobilidade, Interferência e Carga de Aplicação. In: ARTIGOS COMPLETOS - SIMPÓSIO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE SISTEMAS COMPUTACIONAIS (SBESC), 12. , 2022, Fortaleza/CE. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 1-8. ISSN 2763-9002. DOI: https://doi.org/10.5753/sbesc_estendido.2022.227256.