kalman5Título: Simulación de técnicas de diversidad y filtrado Kalman en redes inalámbricas

Autor: Pablo Corral González

ISBN:978-84-16024-32-2

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Descripción breve: La constante evolución de las técnicas aplicadas en los medios de transmisión en comunicaciones inalámbricas de todo tipo es un hecho evidente con un aumento considerable en los últimos años. A pesar de que, inicialmente, estas redes fueran concebidas para complementar la carencia de redes cableadas en ciertos entornos, estos despliegues han sufrido un desarrollo importante y una mayor relevancia que va creciendo paulatinamente a medida que van surgiendo nuevos servicios y aplicaciones.

Las técnicas de estimación de canal son temáticas de interés actual al estudiar la aplicación de técnicas de filtrado adaptativo en los sistemas inalámbricos considerando el grado de heterogeneidad que caracteriza a estas redes.
En el campo de las redes inalámbricas se ha producido y se sigue produciendo un importante número de avances que permiten intuir unos escenarios sensiblemente alejados de los que existen en la actualidad. Hay diferentes motivos detrás de este hecho, pero la revolución que han originado las comunicaciones desde finales del siglo pasado probablemente sea el que, en mayor medida, pueda justificarlo. Además, hay que tener en cuenta los avances que se están produciendo en un campo tan íntimamente relacionado, como es el de la electrónica, la cual aparece como gran catalizadora de la eclosión de las nuevas tecnologías que permiten llevar a cabo la evolución en las comunicaciones antes mencionada.

Por otro lado, se debe considerar el florecimiento de diferentes tecnologías como las redes de área local inalámbricas (Wireless Local Area Network o WLAN) entroncadas en la norma IEEE 802.11, conocidas comúnmente como redes WiFi. Su irrupción ha supuesto un gran cambio en la manera en la que los usuarios se conectan a Internet, dando lugar a la aparición de nuevos modelos de negocio (como los hot-spots) y favoreciendo la difusión de dispositivos que son capaces de emplear de igual forma redes licenciadas como GSM, UMTS como redes sin licencia como WLAN. Otro ejemplo serían las redes de área personal, agrupadas en el estándar IEEE 802.15, enfocadas a redes sensoriales, capaces de ofrecer diferentes servicios o aplicaciones en función de las características del individuo. Por último, hay que añadir otras tecnologías, como IEEE 802.16 (o Wimax), donde existen dos variantes, una de acceso fijo y otra de movilidad completa, lo que no hace más que refrendar el hecho de que una de las características comunes en lo que se refiere a los escenarios de comunicación en el futuro sería la elevada heterogeneidad de los mismos.

En este libro se realiza un análisis del impacto de las técnicas de diversidad en transmisión y recepción y el filtrado Kalman en diferentes comunicaciones inalámbricas de área personal, local y metropolitana con el objeto de obtener un aumento de la eficiencia en diferentes entornos. Este tipo de sistemas, tradicionalmente denominadas redes ad hoc, se caracterizaron originalmente por permitir el establecimiento de comunicaciones en aquellas situaciones en las que la presencia de una infraestructura subyacente no estuviera garantizada.

Este libro afronta, en primer lugar, la evaluación cuantitativa de la mejora que es posible alcanzar al utilizar técnicas de diversidad espacial en entornos de redes inalámbricos más o menos complejos. Un primer aspecto que es razonable considerar es la mejora que se consigue; mediante técnicas de simulación, para determinar la ganancia que se logra. Estas pruebas se realizan para diferentes tipos de redes en función de su área de cobertura.
Se analizan también otras mejoras adicionales, utilizando técnicas mixtas, en el dominio espacio-temporal que permiten modular el peso que tienen las diferentes señales recibidas así como diversos parámetros y restricciones a considerar, a la hora de determinar la alternativa de comunicación óptima.

Por último, se considera la aplicación de técnicas más avanzadas, que permiten la correcta recepción de señal en entornos muy críticos, en este caso, utilizando para ello redes neuronales recursivas, con filtrado Kalman y usando el algoritmo de Gauss-Newton para la fase de entrenamiento y testeo.