Tesis doctorales: TESEO

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Ministerio de Universidades - Gobierno de España

Título: A PRAGMATIC APPROACH OF LOCALIZATION AND TRACKING ALGORITHMS IN WIRELESS SENSOR NETWORKS
Autor: Bel Pereira, Albert
Universidad: Universidad Autónoma de Barcelona
Departamento: TELECOMUNIACION E INGENIERIA DE SISTEMAS
Fecha de Lectura: 01/10/2012
Programa de doctorado: Telecomunicación e ingeniería de Sistemas
Dirección:
- SECO GRANADOS, GONZALO (DIRECTOR)
- LÓPEZ VICARIO, JOSÉ (DIRECTOR)
Tribunal:
- IBARS CASAS, CHRISTIAN (PRESIDENTE)
- MORELL PÉREZ, ANTONI (SECRETARIO)
- Lohan, Elena Simona (VOCAL)
Descriptores:
- TECNOLOGIA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Localización: BIBLIOTECA DE COMUNICACIÓN Y HEMEROTECA GENERAL UAB

2012belpeaprag.pdf

Marcador: https://www.educacion.gob.es/teseo/mostrarRef.do?ref=992697Añadir a favoritos.
Resumen:
Los últimos avances en comunicaciones inalámbricas y electrónica ha motivado la aparición de las redes de sensores inalámbricos. Estas redes esta ¿n formadas por un nuevo tipo de sensores de baja potencia y de bajo coste que son capaces de operar en rangos cercanos. Su sencillez y autonomía ha motivado el desarrollo de muchas aplicaciones en una gran variedad de campos. Sin embargo, los nodos están equipados con unos recursos limitados de procesamiento de datos y capacidades de comunicación. Por lo tanto, el desarrollo de cualquier aplicación plantea distintos problemas de diseño. Estas restricciones impone un diseño de aplicaciones que sean de carácter distribuidas y energéticamente eficientes. De entre todas las aplicaciones existentes, los algoritmos de localización y seguimiento se han convertido en un campo de interés para los investigadores. Esto es debido a que, la información de enrutado de las redes de sensores a menudo se apoya en la localización de los nodos. Además, el conocimiento de la posición da lugar a que los datos detectados tengan un sentido geográfico. En lugar de utilizar los métodos existentes de localización globales, como el GPS, que son más complejos y costosos, los recientes avances demuestran la viabilidad de los métodos locales. En esta tesis doctoral, hemos centrado nuestro estudio de los algoritmos de localización y seguimiento, en redes de sensores inalámbricos, en soluciones distribuidas basadas en medidas de potencia recibida. Una de la cuestiones más importantes es la obtención de métodos lo más sencillos posible, y las medidas de potencia se han convertido, hoy en día, en las medidas más simples. Además, también queremos lograr métodos capaces de optimizar el compromiso entre la exactitud de los resultados y la eficiencia energética. En primer lugar, hemos considerado el desarrollo de un algoritmo de localización cooperativo basado en medidas de potencia en redes interiores estáticas. Las medidas de potencia imponen el conocimiento de un modelo de propagación con el fin de obtener una estimación de la distancia entre nodos. Nosotros proponemos la introducción de un método que estima el exponente de pérdida de potencia por propagación mediante las medidas de potencia hechas, en comparación a las, normalmente utilizadas, campañas de medidas hechas a priori. Además, la naturaleza cooperativa del algoritmo utilizado aumenta el número de nodos que coopera con un nodo no localizado en el momento de estimar la posición. Dos problemas principales tienen que ser tenidos en cuenta cuando se utiliza un mayor número de nodos. Por un lado, a mayor número de nodos cooperantes, mayor es el intercambio de los mensajes, y, por lo tanto, mayor será el consumo de energía. Por otro lado, la probabilidad de utilizar nodos más lejanos se incrementa. Las estimaciones de distancia mediante medidas de potencia tienen un error multiplicativo a la distancia entre nodos. Por lo tanto, cuanto mayor sea la distancia entre nodos, el error de estimación de distancia será mayor. Estos problemas nos ha motivado a proponer tres criterios de selección de nodos distintos con el fin de reducir el consumo de energía, tratando de mantener en todo momento la exactitud en las posiciones estimadas. Por último, hemos considerado la movilidad de los nodos dentro de una red fija. El interés es localizar y seguir un nodo móvil en una red de sensores inalámbricos. En esta ocasión hemos considerado dos escenarios diferentes: uno al aire libre, en el que la velocidad que se supone es media-alta, y uno interior, donde la velocidad que se supone es menor. En ambos casos, utilizamos, también, un algoritmo de cooperación basado en medidas de potencia. Además, los filtros de Kalman y sus derivados se introducen en la solución propuesta, ya que se han convertido en una solución de uso común en los algoritmos de seguimiento. En ambos casos, la movilidad del nodo produce una alta variabilidad en las medidas de potencia. Estos errores causan una precisión inferior. En ese sentido, se propone un método de corrección de potencias basado en un enventanado, con el fin de disminuir estos efectos negativos.

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