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Selecting Parents with Wake-Up Radios for Load Balancing in RPL

Authors :
Sampayo, Sebastian
Montavont, Julien
Noel, Thomas
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Sciences de l'Image, de l'Informatique et de la Télédétection (LSIIT)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Sampayo, Sebastian Lucas
Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
CoRes 2019, CoRes 2019, 2019, Narbonne, France
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; Wake-Up Radios is an emerging technology, aiming at pushing forward the frontiers of energy efficiency without trading it off for latency nor reliability. Extending the lifetime of the nodes as much as possible is one of the main goals in Multi-hop Wireless Sensor Networks. The Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks (RPL) is commonly used in these applications. However, there is still an open problem in its design when it comes to achieving both stability and efficient routing at the same time. In this article, we present Load Balancing Parent Selection (LoBaPS), an algorithm to select opportunistically the next hop, based on RPL. It capitalizes on the Wake-Up Radio and its always-on feature, as well as its Ultra-Low Power consumption. We compare the performance of LoBaPS with that of W-MAC, a reference protocol that uses Wake-Up Radio and supports RPL in its traditional way. The results are obtained through simulations in COOJA for a network of nodes running ContikiOS, and show that the lifetime can be improved up to 55%, while the Packet Delivery Ratio (PDR) can raise a maximum of 20%, keeping a reasonable level of latency. In addition, the network is more robust to node shutdowns and requires less control overhead.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
CoRes 2019, CoRes 2019, 2019, Narbonne, France
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..8e5c637dec4017e2754e04c5a764ce13