Beamforming distribuito per Wireless Sensor Networks

Rizzo, M. (2007) Beamforming distribuito per Wireless Sensor Networks. Masters thesis, University of Trento.

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Abstract

Nell'ambito delle reti wireless ad-hoc e WSN, la trasmissione wireless deve essere efficiente sia dal punto di vista della QoS che dal punto di vista del risparmio energetico. Per quanto riguarda la gestione delle risorse che caratterizza tipicamente il progetto delle reti wireless di dispositivi a basso consumo (ad es. WSN), la letteratura propone numerosi studi volti al limitare il consumo in fase di trasmissione/ricezione, ad esempio limitando l'active-time dei nodi a quando strettamente necessario oppure riducendo la quantità di informazione trasmessa. Il problema della gestione dell'energia risulta particolarmente problematico quando si considera un'architettura di tipo master-slave ovvero quando la base station richiede la trasmissione ai terminali mobili, sia a causa della quantità di dati da scambiare (ad es.: scaricamento dei dati raccolti in un'intera giornata) sia per via delle distanze in gioco (molto spesso superiori di quelle inter-nodo). Al fine di ottimizzare la trasmissione nodi-base, recentemente è apparso in letteratura un lavoro sull'analisi del beamforming distribuito, ovvero sulla trasmissione nodi-base basata sulla cooperazione [1]. In particolare, i nodi, coordinati da un master, si sincronizzano generando una sorta di array conforme con il beam pattern focalizzato in una direzione precisa. Questo consente, nel caso in cui la rete debba scambiare dati con la stazione base, un abbattimento del consumo grazie ad una trasmissione più efficiente (in termini di distribuzione della potenza radiata). L'obiettivo della tesi è implementare un algoritmo intelligente per l'implementazione del beamforming distribuito all'interno di una WSN per migliorare la comunicazione base-nodo. Tale algoritmo potrà essere impiegato anche in diverse applicazioni riguardanti il tema WSN-Security: ad esempio, si pensi alla situazione in cui parte di una rete di monitoraggio deve allertare dei nodi posti a margine, senza sprecare potenza in altre direzioni.

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