Decomposition-based approaches for the design of energy efficient wireless sensor networks (2015)
La gestión del uso de la energía constituye una preocupación mayor en el diseño de redes de sensores inalámbricos. Los sensores son aprovisionados de energía desde una batería externa con una capacidad de almacenamiento limitada. De esta forma, el tiempo durante el cual los sensores pueden monitorear una zona y transmitir las señales percibidas a través de comunicaciones inalámbricas se encuentra limitado por dicha batería que, en muchos casos, puede ser irreemplazable. Adicionalmente, muchas aplicaciones requieren del uso de sensores en emplazamientos de difícil acceso u hostiles en los cuales no es posible su ubicación manual y su posición podría ser considerada como aleatoria (p.ej. lanzados desde un helicóptero, un "dron" ó un avión). Consecuentemente, su posición no se conoce a priori y es necesario el uso de estrategias para utilizar eficientemente su energía. En ésta tesis se explora el uso de la técnica de generación de columnas para optimizar el uso de la energía en dichas redes. Varios modelos concernientes al uso de la energía y las condiciones de operación de las redes son consideradas y adaptadas de tal forma que su optimización se puede llevar a cabo usando generación de columnas. De esta forma, es posible tomar ventaja de la naturalidad con la que ésta puede usarse para representar éstas situaciones. En ésta tesis, varias mejoras son propuestas con el fin de tomar máxima ventaja de la generación de columnas y mantener su eficiencia. Algunas estrategias híbridas que combinan la generación de columnas con (meta-) heurísticas y métodos exactos son propuestas. Los experimentos computacionales confirman la eficacia de los métodos y proveen cotas superiores que pueden ser usadas para evaluar el rendimiento de otros métodos centralizados y distribuidos. Finalmente, algunas direcciones de investigación son dilucidadas sobre la base de éste método como estrategia para atacar problemas más realistas que consideren las características de las redes de sensores inalámbricos del futuro