Using cooperative MIMO techniques and UAV relay networks to support connectivity in sparse Wireless Sensor Networks

Marinho, Marco A. M.; Freitas, Edison Pignaton de; Costa, João Paulo; Almeida, André L. F. de; Sousa, Rafael T. de

doi:10.1109/commantel.2013.6482364

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“…Lee [8] extend the usage of relay node to federating disjoint segments of WSN and proposed a distributed Cell-based Optimized Relay node Placement (CORP) algorithm. Marinho [9] proposed the use of UAVs and cooperative multiple input multiple output (MIMO) techniques to keep the WSN connected.…”

Section: A Static Relay Deployment Problemmentioning

confidence: 99%

Using multiple unmanned aerial vehicles to maintain connectivity of MANETs

Zhu

Cai

Zhao

et al. 2014

2014 23rd International Conference on Computer Communication and Networks (ICCCN)

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Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have emerged as promising relay platforms to improve the connectivity of ground Mobile Ad Hoc Networks (MANETs). Due to the relatively high cost of UAVs, a lot of efforts have been made to optimize the deployment of UAVs so that the number of UAVs needed in maintaining the connectivity of ground nodes can be minimized. However, existing work on optimization of UAVs' deployment hasn't considered the situation that there are already some UAVs deployed in the field. In this paper, we study the problem of deploying minimum number of UAVs to maintain the connectivity of ground MANETs under the condition that some UAVs have already been deployed in the field. We formulate this problem as a Minimum Steiner Tree problem with Existing Mobile Steiner points under Edge Length Bound constraints (MST-EMSELB) and prove that the problem is NP-Complete. We also propose an Existing UAVs Aware (EUA) polynomial time approximate algorithm for the MST-EMSELB problem that uses a maximum match heuristic to compute new positions for existing UAVs. Simulation results demonstrate that the proposed EUA method has bester performance than a non-EUA method in the term of needed new UAV numbers. Compared with the non-EUA method, the EUA method can reduce at most 60% of the new UAVs number.

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Section: A Static Relay Deployment Problemmentioning

confidence: 99%

Using multiple unmanned aerial vehicles to maintain connectivity of MANETs

Zhu

Cai

Zhao

et al. 2014

2014 23rd International Conference on Computer Communication and Networks (ICCCN)

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“…One is the dynamic maintenance of UAVs. This kind of research mainly focuses on the low speed users to study the optimal flight path and network performance optimization of relay UAV [5][6]. Because this paper mainly focuses on the background of aviation cluster operations, UAVs have lower speeds compared to combat aircraft, can not be dynamically maintained.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Method of Geometric Connected Disk Cover Problem for UAV realy network deployment

Liu

Chen

et al. 2017

MATEC Web Conf.

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Abstract-Aiming at the problem of the effective connectivity of a large number of mobile combat units in the future aeronautic swarm operation, this paper proposes an idea of using UAV(Unmanned Aerial Vehicle) to build, and studies the deployment of the network. User coverage and network connectivity are important for a relay network planning which are studied separately in traditional ways. In order to effectively combine these two factors while the network's survivability is taken into account. Firstly, the concept of node aggregation degree is proposed. Secondly, a performance evaluation parameter for UAV relay network is proposed based on node aggregation degree, then analyzes the lack of deterministic deployment and presents one a PSO (VFA-PSO) deployment algorithm based on virtual force. Finally, compared with the existing algorithms, the validity and stability of the algorithm are verified. The experimental results show that the VFA-PSO algorithm can effectively improve the network coverage and the survivability of the network under the premise of ensuring the network connectivity, and has better deployment effect.

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“…En los enfoques que utilizan este concepto, los nodos sensores esperan hasta que un móvil sink aparezca en su rango de comunicación para entregar datos (Marinho, de Freitas, Lustosa da Costa, de Almeida, & de Sousa, 2013). En (Pignaton de Freitas et al, 2010) proponen un conjunto de sinks móviles tipo Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), de tal forma que cubran toda el área de despliegue de las WSAN, esto permite que los nodos siempre encuentren un nodo sink para entregar sus datos.…”

Section: Soluciones Ad-hocunclassified

“…Con esta extensión, estos grupos de nodos son capaces de llegar a los sink móviles (UAVs) más lejanos, por lo tanto es posible reducir el número de sink móviles para cubrir una zona, así como mitigar las limitaciones en su trayectoria de movimiento (Marinho et al, 2013).…”

Section: Soluciones Ad-hocunclassified

Contribución a la ejecución de servicios distribuidos tolerantes al retardo, sobre redes de sensores y actuadores

Herrera¹,

Juvenal²

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AgradecimientosTras un largo camino lleno de alegrías, decepciones, sorpresas y esfuerzo, presento este proyecto de tesis. Aunque la finalización del doctorado ha sido la principal prioridad es estos cinco años, no siempre ha sido posible dedicarle el tiempo suficiente. Aun así estoy muy satisfecho con el trabajo realizado y quiero expresar mi sincera gratitud a las personas sin las cuales la finalización de este trabajo no habría sido posible.En primera instancia, quiero agradecer a Tomás Robles Valladares, por ser siempre una luz en los tiempos grises de esta larga travesía. Ha sido más que un director de tesis, ha sido un amigo en las buenas y en las malas, siempre con buenos consejos y palabras llenas de ánimo. Con su sabiduría y experiencia me ayudó a conseguir uno de mis más grandes objetivos, el doctorado.De un modo especial, también quiero agradecer a Ramón Pablo Alcarria Garrido, por ser más que un amigo, un hermano. Ha constituido un soporte permanente, en el plano personal y académico. Siempre con consejos llenos de ánimos, que han permitido seguir luchando para alcanzar la meta. Me ha acompañado muy de cerca en todas las fases de esta tesis, transmitiéndome todo su conocimiento y experiencia. Estaré siempre agradecido por toda su dedicación y esmero.Agradecer también a los miembros de mi grupo de investigación GISAI, del Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos, por compartir inquietudes, risas, ideas y trabajar juntos en la misma dirección. Un especial agradecimiento a Borja, Augusto, Sergio, Héctor, Diego Martín, Álvaro y a Diego Sánchez de Rivera, sin pasar por alto al personal de la ETSIT, por todas las gestiones que me ha ayudado a realizar, siempre con paciencia y amabilidad.Finalmente dedico esta tesis a mi familia. A mis padres Rosa Edilma Herrera de Martínez y Gil Juvenal Cedeño Terreros, por su soporte incondicional, ayuda y sacrificio durante toda mi vida, especialmente la de estudiante, y a mis hermanos y hermanas, por su consejo y buena compañía. Palabras ClavesSensores, actuadores, redes tolerantes a fallos, retardos de comunicación, delegación de ejecución de servicios, distribución de servicios, ciclo de vida de servicio, comunicación de máquina a máquina, redes inalámbricas de sensores y actuadores. viii ix ResumenEn este trabajo de tesis se proponen soluciones de movilidad para la ejecución de servicios sobre redes WSAN que se encuentran aisladas. Para ello se emplean técnicas que permiten un intercambio de información de forma discontinuada, a través de las características de itinerancia de las Delay Torelant Networks (DTN).El trabajo de tesis está motivado por la necesidad de disponer de modelos específicos de servicios que contemplen los requerimientos identificados en el dominio de las WSAN desplegadas en zonas aisladas. El desarrollo de una plataforma integrada, que permita ofrecer un framework de gestión de servicios basados en las capacidades proporcionadas por las WSAN, mediante una interfaz basada en tecnologías cloud, representa un aporte significativo para la i...

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Using cooperative MIMO techniques and UAV relay networks to support connectivity in sparse Wireless Sensor Networks

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Using multiple unmanned aerial vehicles to maintain connectivity of MANETs

Using multiple unmanned aerial vehicles to maintain connectivity of MANETs

Method of Geometric Connected Disk Cover Problem for UAV realy network deployment

Contribución a la ejecución de servicios distribuidos tolerantes al retardo, sobre redes de sensores y actuadores

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