Metaheurísticas multiobjetivo para la resolución del problema del posicionamiento de nodos repetidores en redes de sensores inalámbricos

Abstract

Una Red de Sensores Inalámbricos (WSN) se compone de un conjunto de sensores, que capturan información sobre el entorno, y un nodo central, que recolecta toda la información proporcionada por la red. Estas redes son sensibles al consumo energético, sobre todo al considerar protocolos de enrutado multi-salto, donde todos los dispositivos pueden comunicarse entre sí. Recientemente, un nuevo dispositivo especializado en tareas de comunicación y denominado Nodo Repetidor (RN), fue añadido a las WSNs tradicionales como una posible vía de abordar esta cuestión, dando lugar al Problema del Posicionamiento de Nodos Repetidores (RNPP), que es un problema de optimización NP-completo. En esta tesis abordamos tres diferentes versiones del RNPP, divididas en torno a dos grupos: WSNs exteriores y WSNs interiores. En la primera versión estudiamos cómo desplegar RNs en WSNs exteriores estáticas previamente establecidas, con el objetivo de optimizar el consumo energético medio y la cobertura media. La segunda versión aporta un enfoque más realista sobre la primera, donde además optimizamos la robustez de la red. Ambas versiones se resuelven mediante múltiples metaheurísticas multiobjetivo: NSGA-II, SPEA2, MO-VNS, MO-ABC, MO-FA, MO-GSA y MOEA/D. En la tercera versión y basándonos en el conocimiento adquirido, proponemos una novedosa línea de investigación: el despliegue de WSNs interiores estáticas de bajo coste, tratando de aprovechar la infraestructura existente. Este nuevo problema de optimización se deriva de la necesidad de desplegar redes interiores de bajo coste para proporcionar servicios de localización, ej. para robótica doméstica y del hogar.