Técnicas de localización colaborativas: integración en los sistemas de optimización de red y aplicación en entornos IoT

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mayo 2, 2022
04/05/2022

Las últimas previsiones sobre el aumento de dispositivos conectados (paradigma del IoT) y el tráfico intercambiado entre los mismos, hacen patente la necesidad de optimizar los recursos disponibles en las redes inalámbricas. Con el objetivo de resolver esta carencia surge el proyecto TELCO4IOT, liderado por el Grupo de Investigación en Redes de Comunicación Celulares y Ad hoc (GRXCA) de la Universitat Politècnica de Catalunya.

La ubicación de los dispositivos móviles como dato esencial

La mayor parte de dispositivos de red son capaces de obtener su posición, pero habitualmente este proceso supone un esfuerzo considerable en términos energéticos y de tráfico en la red. Además, hay que tener presente que esta información requiere de una actualización constante para todo dispositivo conectado a la red, lo que no hace sino incrementar todavía más el consumo, tanto en términos energéticos como de capacidad disponible.

La tendencia actual de diversificar y densificar las redes de acceso, para así absorber el crecimiento del tráfico previsto, abre un conjunto amplio de posibilidades desde el punto de vista del geoposicionamiento (mejora de la precisión, reducción de la latencia, mejora en la robustez del sistema, entre otras ventajas), pero a su vez, genera también una redundancia que conlleva de manera intrínseca dos grandes retos:

  1. La gestión de una cantidad ingente de datos tanto en los dispositivos de usuario como en los equipos de red.
  2. La gestión de los recursos de la infraestructura de red de forma eficiente y flexible, con el fin de minimizar el impacto ocasionado por el derroche energético y las emisiones de CO₂.

Desafíos y potencialidad, las palabras clave de TELCO4IOT

El proyecto constituye un reto importante y está enmarcado en un ámbito que todavía no ha sido explorado, por lo que ofrece un enorme potencial en el terreno de la investigación.

En primer lugar, este proyecto plantea el diseño de algoritmos de posicionamiento colaborativos para dispositivos móviles que permitirán maximizar la calidad del servicio, minimizar el consumo energético y maximizar la escalabilidad del sistema de localización en entornos donde la recepción de la señal GPS no es favorable.

En este sentido, el grupo de investigación se encuentra ante un escenario complejo, ya que cada uno de los objetivos alcanzables va en detrimento de otro. Por ejemplo, maximizar la precisión supone aumentar el consumo energético del dispositivo y, con frecuencia, limitar la escalabilidad del sistema.

En segundo lugar, se pretende hacer uso del concepto de middleware de localización para hacer frente al posicionamiento masivo y constante de dispositivos IoT, a la gestión de los datos y a su accesibilidad desde internet (Internet of Data). Para ello se aplicarán algoritmos de machine learning y de data mining que permitirán estimar las posiciones presentes y futuras de los distintos nodos de red, generar nuevo conocimiento socio-económico e identificar patrones de movilidad.

En tercer lugar, también se contempla emplear la ubicación de los nodos IoT para estudiar una solución de geocasting que combine mínima latencia en la entrega de los datos, robustez ante cambios en la topología de la red, baja tasa de error y mínimo consumo de energía.

Finalmente, las soluciones propuestas se implementarán en equipos reales y se prepararán escenarios de prueba en los que testear, evaluar y validar las soluciones presentadas en el proyecto.



Proyecto con soporte estatal 2019 - 2022

Gracias al Programa Estatal de Generación de Conocimiento y Fortalecimiento Científico y Tecnológico del Sistema de I+D+i del Ministerio de Ciencia e Innovación, el grupo de investigación GRXCA, centrado en el ámbito de la planificación de recursos en redes inalámbricas celulares y ad hoc, cuenta con una financiación de 55.660 EUR.

Actualmente el grupo se encuentra en la recta final del proyecto, que finalizará el 30 de septiembre de este 2022.


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