Dynamic Performance Analysis of IEEE 802.15.4 Networks under Intermittent Wi-Fi Interference

Talebi, Majid; Papatsimpa, Charikleia; Linnartz, Jean-Paul M. G.

doi:10.1109/pimrc.2018.8580858

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“…Many researchers analysed the impact of the interference between the two separate networks. Mahmoud Talebi et.al [3] analysed the performances of IEEE 802.15.4 networks in the presence of WLAN interference. It was found that IEEE 802.15.4 networks are more susceptible to log-normal WLAN traffic, instead of regular periodic WLAN traffic.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Interference mitigation techniques for a dense heterogeneous area network in machine‐to‐machine communications

Dong

Khan

Javed

et al. 2019

Trans Emerging Tel Tech

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With the advent of machine-to-machine communications, various networking consumer industrial, and autonomous systems exchange messages in the real world in order to achieve their objectives. Parts of these systems are comprised of short-range wireless networks in the form of clusters that collectively cover a large geographical area. In these clusters, the nodes that represent the cluster heads need to deal with two types of communications, ie, one is within the cluster and the other is from the cluster to the sink node. As the number of clusters increases, it takes multiple hops for the cluster head to forward data to the sink node, thus resulting in a low packet delivery rate (PDR) and throughput. To solve this problem, we propose a heterogeneous area network in which the cluster head is equipped with two types of radios, ie, the IEEE 802.15.4 and IEEE 802.11 radios. The former is for the devices within the cluster to communicate, whereas the latter is for the cluster heads to communicate to the sink node. Although the IEEE 802.11 links increase the link capacity, the IEEE 802.11 radio and the IEEE 802.15.4 radio might share the 2.4 GHz unlicensed band, thus giving rise to the internetwork collisions or interference. To tackle this problem and to maintain decent quality of service for the network, we subsequently present two interference mitigation techniques, in which a blank burst period is proposed so that the IEEE 802.15.4 radios can be suspended while the IEEE 802.11 radios are active.Simulation results show the proposed two methods can effectively mitigate the internetwork collisions and are superior to the existing technique, which uses an adaptive aggregation technique to mitigate the internetwork collisions. This is because the accumulated traffic is beyond the capacity of the relay cluster heads, thus resulting in buffer overflow and the significant performance degradation of the WSN.To tackle this issue, we connect the cluster head to an IEEE 802.11 (ie, Wi-Fi) node to form a heterogeneous area network. The IEEE 802.11 standard can be characterized as a high data rate and high throughput specification, which is good compensation for the shortcomings of IEEE 802.15.4 networks. In this work, we adopt IPv6 over low-power wireless personal area network (6LoWPAN) networks as the networks based on the IEEE 802.15.4 standard. In the proposed heterogeneous area network, the IEEE 802.11 network serves as the backbone network connecting the cluster heads and the sink node. More specifically, IEEE 802.11 networks have a higher transmission rate up to 400 Mbps (eg, IEEE 802.11n) and a much longer transmission range up to 300 meters compared to 6LoWPAN networks. As a result, these two advantages can help the 6LoWPAN networks handle a large amount of traffic over a large-scale area. It is noted that both the two networks share the unlicensed 2.4 GHz band, so the relatively high transmission power of the IEEE 802.11 network can adversely affect the transmissions of the 6LoWPAN network and cause internetwork collisi...

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Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Interference mitigation techniques for a dense heterogeneous area network in machine‐to‐machine communications

Dong

Khan

Javed

et al. 2019

Trans Emerging Tel Tech

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“…Em geral, os ambientes de IoT são compostos de dispositivos que usam comunicação sem fio de baixa largura de banda, como ZigBee (IEEE 802.15.4 Standard) ou Bluetooth Low Energy (BLE) [Talebi et al 2018]. Essas tecnologias carecem de robustez para atender aos requisitos da IoT quando comparadasà tecnologia IEEE 802.11 / WiFi.…”

Section: Introductionunclassified

“…Essas tecnologias carecem de robustez para atender aos requisitos da IoT quando comparadasà tecnologia IEEE 802.11 / WiFi. A potência de transmissão do IEEE 802.11é maior e possui menor tempo de acesso, obtendo prioridade de acesso ante o 802.15.4 [Talebi et al 2018]. A partir disso, o uso da tecnologia IEEE 802.11 / WiFi em ambientes IoT apresenta as seguintes vantagens [Mesquita et al 2018]: (I) dispositivos WiFi têm um custo menor que os dispositivos ZigBee; (II) o protocolo IEEE 802.11 já possui alternativas para problemas de segurança e escalabilidade; e, (III) o padrão IEEE 802.11 suporta a abordagem plug-and-play e um grande número de dispositivos conectados.…”

Section: Introductionunclassified

Análise Experimental do Impacto da Transmissão de Dados via Wifi na Eficiência Energética de Dispositivos IoT

Silva¹,

Silveira²,

Bernardino³

et al. 2020

Anais Do XI Workshop De Pesquisa Experimental Da Internet Do Futuro (WPEIF 2020)

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Recentemente a era da Internet das Coisas (IoT) emergiu para evoluir as tarefas e serviços no cotidiano da sociedade, necessitando de transmissões sem fio mais robustas, como por exemplo IEEE 802.11/WiFi. Contudo, ainda não há um estudo sobre o impacto desta tecnologia na vida útil da bateria dos dispositivos IoT, considerando o tamanho dos pacotes transmitidos e a Unidade Máxima de Transmissão (MTU) definida. Dentro deste contexto, este artigo apresenta uma análise experimental do impacto da transmissão de Dados via IEEE 802.11/WiFi na eficiência energética dos dispositivos IoT. Experimentos foram realizados em um ambiente de teste real composto por dispositivos ESP8266X/WEMOS, indicando que tanto o tamanho dos pacotes, quanto o MTU definido influenciam no consumo de energia dos dispositivos.

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“…Essas tecnologias carecem de robustez para atender aos requisitos da IIoT quando comparadasà tecnologia IEEE 802.11 / WiFi. A potência de transmissão do IEEE 802.11é maior e possui menor tempo de acesso, resultando em um cenário injusto em ambientes heterogêneos, visto que o IEEE 802.11 obtém prioridade de acesso ante o 802.15.4 [Talebi et al 2018].…”

Section: Introductionunclassified

Minimização do Consumo de Energia de Dispositivos Sem Fio em Ambientes Industriais

Silva¹,

Silva²,

Gomes³

2020

Anais Do Workshop De Computação Urbana (CoUrb 2020)

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Recentemente a era da Internet das Coisas Industrial (IIoT) emergiu a fim de garantir a produção eficiente e sustentável para o contexto de Industria 4.0. Uma abordagem promissora para implantar ambientes IIoT é o uso da tecnologia IEEE 802.11 como forma de comunicação sem fio. Contudo, a configuração usual da tecnologia IEEE 802.11 resulta em maior consumo de energia dos dispositivos IIoT, devido ao tamanho dos pacotes transmitidos. Dentro deste contexto, este artigo apresenta um método de compressão de dados para reduzir a quantidade de dados a serem transmitidos, com o objetivo de minimizar o consumo de energia dos dispositivos nesses cenários. Experimentos realizados em um cenário de teste real sugerem a redução do consumo de energia quando o método proposto é aplicado ao contexto IIoT.

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Dynamic Performance Analysis of IEEE 802.15.4 Networks under Intermittent Wi-Fi Interference

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Análise Experimental do Impacto da Transmissão de Dados via Wifi na Eficiência Energética de Dispositivos IoT

Minimização do Consumo de Energia de Dispositivos Sem Fio em Ambientes Industriais

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