| Σύντομη Περιγραφή | Πρόσφατες εξελίξεις στην επιστημονική περιοχή των ασυρμάτων επικοινωνιών οπισθοσκέδασης έχουν προσφέρει την δυνατότητα ασύρματων δικτύων αισθητήρων με εντυπωσιακά μικρές καταναλώσεις (ανά κόμβο) της τάξης των μicroWatt. Καταναλώσεις αυτής της τάξης μεγέθους, σε συνδυασμό με αποδοτικά κυκλώματα συγκομιδής ενέργειας από το περιβάλλον, οδηγούν σε υλοποιήσεις δικτύων αισθητήρων, όπου δυνητικά κάθε κόμβος δεν θα χρειάζεται μπαταρία.
Η ερευνητική μας ομάδα έχει δουλέψει εκτενώς επάνω στα παραπάνω συστήματα, προσφέροντας τόσο θεωρητική ανάλυση, όσο και πειραματικές υλοποιήσεις τέτοιας μορφής δικτύων. Στις διατάξεις επικοινωνιών οπισθοσκέδασης απαιτούνται 3 συσκευές: ο εκπομπός φέροντος (carrier emmiter), ο κόμβος οπισθοσκέδασης (tag), και ο δέκτης των οπισθοσκεδαζόμενων σημάτων. Πρόσφατα ερευνητικά αποτελέσματα δείχνουν ότι υπάρχει δυνατότητα για επικοινωνία χωρίς την ανάγκη ύπαρξης εξειδικευμένης συσκευής εκπομπής φέροντος. Σε αυτή την περίπτωση, ως φέροντα αξιοποιούνται (ατμοσφαιρικά) σήματα που προϋπάρχουν στο περιβάλλον, π.χ., περιβάλλοντα σήματα από σταθμούς μετάδοσης επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης, ραδιοφώνου FM κλπ. Αρχικά αποτελέσματα από την ερευνητική μας ομάδα δείχνουν ότι αξιοποιώντας με έξυπνο τρόπο εμπορικά ραδιόφωνα ή δέκτες ελεγχόμενους από λογισμικό και σχεδιάζοντας κατάλληλα τους κόμβους οπισθοσκέδασης, η τεχνολογία οπισθοσκέδασης μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά από άποψη εμβέλειας.
Αλγόριθμοι ανταλλαγής μηνυμάτων χρησιμοποιώντας τεχνικές συμπερασμού έχουν εφαρμοστεί σε μεγάλο εύρος προβλημάτων όπως σε επεξεργασία σήματος και εικόνας, μηχανική μάθηση, τηλεπικοινωνίες και αλλού. Οι αλγόριθμοι αυτοί μπορούν να προσφέρουν απτές λύσεις για προβλήματα εκτίμησης κατάστασης και λήψης αποφάσεων σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, λόγω των εγγενών χαρακτηριστικών παράλληλης και υπό προϋποθέσεις, κατανεμημένης υλοποίησής τους. Χρησιμοποιώντας την γνώση της ερευνητικής μας ομάδας σε αλγορίθμους συμπερασμού θέλουμε να ελέγξουμε πόσο αποδοτικοί είναι τέτοιοι αλγόριθμοι για προβλήματα κατανομής πόρων σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων που αποτελούνται από κόμβους οπισθοσκέδασης. Η επίλυση ενός τέτοιου προβλήματος μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της κάλυψης των δικτύων οπισθοσκέδασης.
Σκοπός αυτής της εργασίας είναι: (α) να βελτιώσουμε την κατανάλωση ισχύος των ραδιοφώνων οπισθοσκέδασης και την απόδοσης των κυκλωμάτων συγκομιδής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψιν στο ασύρματο μοντέλο την μη-γραμμικότητα των κυκλωμάτων αυτών, (β) να εκμεταλλευτούμε προϋπάρχοντα (ατμοσφαιρικά) διαμορφωμένα φέροντα από το περιβάλλον για να εξελίξουμε περαιτέρω τις τεχνικές οπισθοσκέδασης, μειώνοντας το κόστος, και (γ) να εκμεταλλευτούμε την παράλληλη δομή των αλγορίθμων συμπερασμού για να κατανείμουμε πόρους σε ασύρματα πολυ-κυψελωτά δίκτυα οπισθοσκεδαζόμενων σημάτων, με στόχο την πιο αποδοτική κάλυψη.
Με αυτόν τον τρόπο, θα φτάσουμε πιο κοντά στην υλοποίηση φτηνών, χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης και μεγάλης επεκτασιμότητας δικτύων αισθητήρων οπισθοσκέδασης που θα μπορούν να παίρνουν έξυπνες αποφάσεις. Πιθανές εφαρμογές με σημαντική κοινωνικο-οικονομική σημασία αφορούν τους τομείς την γεωργίας, της περιβαλλοντικής παρακολούθησης και της υγείας. |
