Um estudo da aplicação de backhaul híbrido de RoF e rádio em RSSF

Abstract

O presente trabalho propõe uma estratégia para acessar nós sensores de uma rede de sensores sem fio (RSSF) aglutinados em clusters que se unem em células através de uma topologia híbrida de rádio e/ou fibra. Nesta topologia, a comunicação entre as redes de sensores sem fio e o repetidor será via rádio, enquanto o backhaul de comunicação entre a base e os repetidores será híbrido, podendo utilizar rádio ou fibra. Portanto, a proposta abrange uma topologia flexível, utilizando tanto rádio quanto fibra no backhaul e acesso aos nós sensores via uma rede de sensores sem fio. Para demonstrar a proposta foram feitos testes em uma bancada de emulação de canal utilizando backhaul de fibra entre a base e um elemento repetidor. Estes testes foram realizados na faixa de 915 MHZ, na modulação FSK variando a sua taxa de transmissão, para avaliar a área de cobertura para cada taxa. Como resultados foram obtidas curvas que mostram que para uma RSSI fixa, quanto maior a taxa de transmissão pior será a taxa de erros de bits (BER). E quanto maior o fator de atenuação do ambiente menor será a área de cobertura da rede em todas as taxas testadas. Logo quanto menor a potência recepção, maior a distância entre os nós sensores. Também foram realizados testes em um ambiente real para avaliar os protocolos implementados. Estes testes consistiam no acesso dos nós sensores dos clusters através de múltiplos saltos e medição dos valores de potência de recepção de cada nó sensor e sua taxa de perda de pacotes (PER). Através dos testes realizados foi comprovado o funcionamento da proposta implementada e a topologia flexível proposta.

This study proposes a strategy to access sensor nodes of a wireless sensor network clumped together in clusters that come together in cells through a hybrid radio topology and / or fiber. In this topology, communication between wireless sensor networks and the repeater is via radio, while the backhaul communication between the base and repeaters will be hybrid and can use radio or fiber. Therefore, the proposal includes a flexible topology, using both radio as fiber in the backhaul and access to sensor nodes via a wireless sensor network. For demonstration of the proposed, tests were done on a channel emulation bench using fiber backhaul between the base and a repeater element. These tests were performed on the 915 MHz band, the FSK varying its transmission rate to assess the coverage area for each rate. As a result curves were obtained showing that for a fixed RSSI, the higher the worse transmission rate is the bit error rate. And the higher the lowest environmental attenuation factor will be the coverage area at all rates tested. Therefore the lower the reception power, the greater the distance between the sensors. Also tests were made in a real environment to evaluate the protocols implemented. It consists in the access of the node sensors of the clusters through multiple hops and reception power measurements of each sensor node and a packet loss rate. Through testing it has verified the operation of the proposal and implemented the flexible topology proposal.