Avaliação da conectividade: força, tendência e regularidade em redes oportunistas

dc.contributor.advisor1Carvalho, Celso Barbosa
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8269546823033896eng
dc.contributor.referee1Araujo, Gabriel Matos
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4461794616207452eng
dc.contributor.referee2Mota, Edjair de Souza
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5771638576099195eng
dc.contributor.referee3Silva Junior, Waldir Sabino da
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2925380715531711eng
dc.contributor.referee4Ayres Junior, Florindo Antonio de Carvalho
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1919442364965261eng
dc.creatorRosa, William Castro da
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3584808979681040eng
dc.date.issued2026-07-20
dc.description.abstractThis thesis presents the development and validation of new routing protocols for Opportunistic Networks (OppNets). Routing in these networks is challenging due to the absence of end-to-end connectivity, requiring the store-carry-forward paradigm, where nodes store and physically transport messages until a contact opportunity arises. The core problem consists of maximizing delivery rates while seeking to reduce resource consumption (battery and buffer) in high-mobility scenarios. The first contribution is the CASTRO Protocol (Connectivity Assessment: Strength, Trend, and Regularity in Opportunistic Networks). Unlike approaches based solely on the frequency of encounters, CASTRO is based on the analysis of the complete interaction history, segmenting it into direct connection and disconnection intervals. From these data, the algorithm extracts three social indicators – Strength (S), Trend (T), and Regularity (R) – which together define node "Consistency" and "Scores", guiding controlled message diffusion. The second contribution is the QL-CASTRO Protocol, which integrates Reinforcement Learning (Q-Learning) into the CASTRO architecture. This model aims to mitigate the latency limitations of the base protocol by using dynamic delivery delay estimates instead of only social metrics. The evaluation methodology used the ONE simulator in two distinct scenarios: a dense pedestrian network based on the Helsinki map and a sparse vehicular network based on the road network of Manaus (AM), modeled using QGIS software. The results indicate that both protocols showed superior performance when compared to well-established and consolidated proposals (PRoPHET and Spray and Wait), as well as notable recent proposals (HESnW and QoN-ASW), reaching delivery rates close to 90% with moderate energy consumption.eng
dc.description.resumoEsta tese apresenta o desenvolvimento e a validação de novos protocolos de roteamento para Redes Oportunistas (OppNets). O roteamento nessas redes é desafiador devido à ausência de conectividade fim-a-fim, exigindo o paradigma store-carry-forward, onde os nós armazenam e transportam mensagens fisicamente até que surja uma oportunidade de contato. O problema central consiste em maximizar as taxas de entrega, buscando reduzir o consumo de recursos (bateria e buffer) em cenários de alta mobilidade. A primeira contribuição é o Protocolo CASTRO (Connectivity Assessment: Strength, Trend and Regularity in Opportunistic networks). Diferente de abordagens baseadas apenas na frequência de encontros, o CASTRO fundamenta-se na análise do histórico integral de interações, segmentando-o em intervalos de conexão direta e de desconexão. A partir desses dados, o algoritmo extrai três indicadores sociais – Força (S), Tendência (T) e Regularidade (R) – que juntos definem a "Consistência" e os "Scores" dos nós, orientando uma difusão controlada de mensagens. A segunda contribuição é o Protocolo QL-CASTRO, que integra o Aprendizado por Reforço (Q-Learning) à arquitetura do CASTRO. Este modelo visa mitigar as limitações de latência do protocolo base ao utilizar estimativas dinâmicas de atraso de entrega em vez de apenas métricas sociais. A metodologia de avaliação utilizou o simulador ONE em dois cenários distintos: uma rede densa de pedestres baseada no mapa de Helsinki e uma rede esparsa veicular baseada na malha viária de Manaus (AM), modelada via software QGIS. Os resultados indicam que ambos os protocolos apresentaram desempenho superior quando comparados a protocolos clássicos (PRoPHET e Spray and Wait), bem como a propostas recentes de destaque (HESnW e QoN-ASW), alcançando taxas de entrega próximas a 90% com consumo energético moderado.eng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationROSA, William Castro da. Avaliação da conectividade: força, tendência e regularidade em redes oportunistas. 2026. 142 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2026.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/12031
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentFaculdade de Engenharia Elétrica e de Computaçãoeng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/por
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/por
dc.subjectRedes Oportunistaspor
dc.subjectRedes Tolerantes a Atrasos e Desconexõespor
dc.subjectRoteamento Socialpor
dc.subjectAprendizado por Reforçopor
dc.subjectProtocolo CASTROpor
dc.subject.cnpqENGENHARIASeng
dc.subject.otherSistemas de comunicação sem fio - Registros de desempenhopor
dc.subject.otherTelecomunicaçõespor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/98648/TESE_WilliamRosa_PPGEE.pdf.jpg*
dc.titleAvaliação da conectividade: força, tendência e regularidade em redes oportunistaseng
dc.typeTeseeng

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