Estudio de las prestaciones en las redes de sensores a través de la influencia de la directividad y eficiencia de los elementos radiantes

Abstract

En el presente Proyecto Fin de Carrera se estudia y analiza la influencia de los parámetros radiantes de los sensores sobre las prestaciones de redes formadas por un gran número de estos dispositivos. Parámetros de radiación como la eficiencia y directividad de la antena transmisora y receptora, tipo de antena o el diagrama de radiación son analizados en este proyecto. En particular, estos parámetros se introducen a través de un modelo de distancias equivalentes que se utiliza para determinar los posibles enlaces de comunicación entre nodos. Para ello se emplean redes de sensores homogéneas desplegadas de forma aleatoria en la región de interés. La comunicación entre los nodos se efectúa mediante un sencillo algoritmo de enrutamiento, Greedy Forwarding. Además, en este Proyecto Fin de Carrera se han consideran como variables de diseño la densidad de la red y el radio de cobertura de los nodos sensores con el fin de poder establecer algunas guías de diseño de las redes. Para la evaluación y análisis de las prestaciones de red, medidas como el número de mensajes recibidos en el nodo destino, se han considerado tres escenarios diferentes. En el primero las antenas son ideales (es decir, omnidireccionales). En el segundo, las antenas de los sensores son dipolos de diferente longitud, modelados tanto en 2 como en 3 dimensiones. Finalmente, se han considerado patrones de radiación correspondientes a dos antenas reales. _________________________________________________________________________________________________________________________________

This Bachelor Thesis examines and analyzes the influence of radiant parameters of sensors on the performance of wireless networks made up by a large number of these devices. Radiation parameters such as efficiency and directivity of the transmitting and receiving antenna, or the type of radiation pattern are analyzed in this Bachelor Thesis. In particular, these parameters have been included through a model based on equivalent distances, which is used to define communication links between nodes. To this aim, a homogeneous sensor network has been randomly deployed in the region of interest. Communication between nodes is established via a simple routing algorithm known as Greedy Forwarding. Additionally, other design variables such as network density and the sensor coverage radius are also taken into account in this Thesis in order to establish some guidelines for network design. Network performance has been assessed through the number of messages received at the destination node for three different scenarios. Initially, antennas are ideal (i.e., they present omnidirectional radiation patterns). In the second scenario, sensor antennas are dipoles of different lengths, shaped in both 2D and 3D configurations. Finally, we have considered the radiation patterns corresponding to two real antennas extracted from the literature.