Mecanismos de asignación de recursos radio en redes de sensores inalámbricas con acceso oportunista al espectro

Colaboradores: Novillo Parales, Francisco Director/a;

Nombre de la carrera: Doctorado en Ingeniería

Institución: Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ingeniería

Título al que opta: Doctor/a en Ingeniería

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Resumen en Español:

El crecimiento de ciudades modernas, demanda un continuo incremento de nuevos servicios como el monitoreo de parámetros ambientales de energía y de salud entre otros, muchos de los cuales utilizan redes de sensores inalámbricos (WSN) (e.g., monitoreo de temperatura, control de consumo de energía y nivel de CO2), especialmente en áreas urbanas de alta densidad poblacional. El aumento descontrolado en el uso de WSN podría congestionar la banda del espectro conocida como de uso industrial, científico y médico (ISM). Paralelo a esto, otros dispositivos inalámbricos masivos como las redes de área local (WLAN), Bluetooth, entre otros, ocupan la misma banda congestionada del espectro. En este escenario, las WSN podrían estar sujetas a niveles incontrolables de interferencia, lo cual podría causar graves limitaciones en su rendimiento, pérdidas de paquetes y retardos de información, entre otros problemas.
Complicando aún más el escenario indicado, la aplicación de nuevos conceptos como el Internet de las Cosas (IoT) y las Ciudades Inteligentes (SC), hacen que se multipliquen los requerimientos de servicios brindados por las WSN. Lo cual haría posible el acceso y uso de grandes volúmenes de información mediante WSN interconectadas a dispositivos basados en IP.
Con el empleo de las técnicas OSA, surgen las redes de sensores inalámbricos cognitivos (CR-WSN), presentándose como una solución promisoria a los problemas de interferencia causados por la congestión de sistemas. OSA permite un manejo más eficiente del espectro; sin embargo, para grandes cantidades de dispositivos, como se espera existan en zonas urbanas densamente pobladas de futuras ciudades inteligentes, las CR-WSN, también tendrían dificultades en alcanzar una determinada calidad de servicio (QoS). Es por tanto imperativo el desarrollo de nuevos algoritmos que permitan sortear futuros problemas.
En el presente trabajo, se plantea una doble aportación. En la primera, se considera el análisis de este tipo de escenarios futuros, bajo consideraciones de capacidades extremas que evalúen sus límites operativos, insumo fundamental para encontrar los mecanismos apropiados que permitan a las WSN desplegadas bajo estas condiciones, superar restricciones de operación tales como la interferencia. En la segunda aportación, se proponen mecanismos de asignación de recursos radio, basados en métodos heurísticos, que permiten usar individualmente o de manera compartida las bandas primaria y secundaria, permitiendo a todos los dispositivos del escenario alcanzar una determinada calidad de servicio. Con el algoritmo propuesto, se obtienen excelentes resultados comparables a los obtenidos mediante un algoritmo óptimo de referencia.

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Disciplinas:
Ingeniería

Descriptores:
INGENIERÍA MECATRÓNICA - TECNOLOGÍA DE LA COMUNICACIÓN

Palabras clave:
Redes de Sensores Inalámbricas (RSI) - Mecanismo MAX-OSA

Palabras clave en otro idioma:
Wireless sensor network (WSN)

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Cómo citar este trabajo: Valdivieso Armendáriz, Carlos Enrique. (2020). Mecanismos de asignación de recursos radio en redes de sensores inalámbricas con acceso oportunista al espectro: (Tesis de Doctorado). Mendoza, Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ingeniería . Dirección URL del informe: https://bdigital.uncu.edu.ar/20188. Fecha de consulta del artículo: 28/11/24.

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