Self-Organizing and Scalable Routing Protocol (SOSRP) for Underwater Acoustic Sensor Networks

Las redes de sensores acústicas submarinas (UASN) han ganado mucha importancia en los últimos años: el 71% de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos. La mayoría de ellos, aún no han sido explorados. Aplicaciones como prospección de yacimientos, prevención de desastres o recopilación de datos para estudios de biología marina se han convertido en el campo de interés para muchos investigadores. Sin embargo, las redes UASN tienen dos limitaciones: un medio muy agresivo (marino) y el uso de señales acústicas. Ello hace que las técnicas para redes de sensores inalámbricas (WSN) terrestres no sean aplicables. Tras realizar un recorrido por el estado del arte en protocolos para redes UASN, se propone en este TFM un protocolo de enrutamiento denominado "SOSRP", descentralizado y basado en tablas en cada nodo. Se usa como criterio para crear rutas una combinación del valor de saltos hasta el nodo recolector y la distancia. Las funciones previstas del protocolo abarcan: autoorganización de las rutas, tolerancia a fallos y detección de nodos aislados. Mediante la implementación en MATLAB de SOSRP así como de un modelo de propagación y energía apropiados para entorno marino, se obtienen resultados de rendimiento en distintos escenarios (variando nºextremo de paquetes, consumo de energía o longitud de rutas creadas (con y sin fallo). Los resultados obtenidos muestran una operación estable, fiable y adecuada para el despliegue y operación de los nodos en redes UASN

Self-Organizing and Scalable Routing Protocol (SOSRP) for Underwater Acoustic Sensor Networks

Underwater Acoustic Sensor Networks (UASN) have two important limitations: a very aggressive (marine) environment, and the use of acoustic signals. This means that the techniques for terrestrial wireless sensor networks (WSN) are not applicable. This paper proposes a routing protocol called “Self-Organizing and Scalable Routing Protocol” (SOSRP) which is decentralized and based on tables residing in each node. A combination of the hop value to the collector node and the distance is used as a criterion to create routes leading to the sink node. The expected functions of the protocol include self-organization of the routes, tolerance to failures and detection of isolated nodes. Through the implementation of SOSRP in Matlab and a model of propagation and energy being appropriate for marine environment, performance results are obtained in different scenarios (varying both nodes and transmission range) that include parameters such as end-to-end packet delay, consumption of energy or length of the created routes (with and without failure). The results obtained show a stable, reliable and suitable operation for the deployment and operation of nodes in UASN networks