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Design, implementation and evaluation of an energy efficient RPL routing metric

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Table of Contents Sommario i Introduction 1 1 Internet of Things and Low power and Lossy Networks 4 1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Supporting IPv6 for Smart Objects: 6LoWPAN . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Routing in Low power and Lossy Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.2 Routing requirements in IP smart object networks . . . . . . . . . . 11 2 RPL Routing protocol 13 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 DODAG and RPL identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2.1 Rank properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.2 Metrics and constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3 RPL control messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.1 DODAG Information Object (DIO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3.2 DODAG Information Sollecitation (DIS) . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.3 Destination Advertisement Object (DAO) . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3.4 Destination Advertisement Object Acknowledgement (DAO-ACK) . 24 i Table of Contents ii 2.3.5 RPL Control Message Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.6 DODAG Configuration Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4 ’Up’ Direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4.1 Main Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4.2 DODAG Version . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.4.3 The Trickle Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5 ’Down’ Direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.5.1 Storing and Non-Storing Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.6 Loop Management Techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.7 RPL Routing Metrics in LLNs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.7.1 Example of a Routing Metric: Expected Transmissions Count (ETX) 37 2.8 State of the Art on RPL Objective Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3 Design of a RPL routing metric: Total Energy Consumed 40 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.2 ContikiMAC modified version . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.3 Energy consumed estimation model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.4 Total Energy Consumed Metric Path Cost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.5 Total Energy Consumed DAG Rank calculation . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4 Simulations and results 47 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2 ContikiRPL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.3 Environment setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.4 Results with Interference range = 40 meters . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.5 Results with Interference range = 100 meters . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Concluding Remarks 64 Table of Contents iii List of Figures 66 List of Tables 69 References 72
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Design, implementation and evaluation of an energy efficient RPL routing metric

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Informazioni tesi

  Autore: Fabio Demicheli
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Parma
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria delle telecomunicazioni
  Relatore: Gianluigi Ferrari
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 106

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Parole chiave

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