Una tesis de la UPCT logra reducir el consumo y la congestión en redes con miles de dispositivos conectados

La Universidad Politécnica de Cartagena ha desarrollado una investigación que podría mejorar de forma significativa el funcionamiento de las redes utilizadas por miles de dispositivos conectados al Internet de las Cosas.

La tesis doctoral de Laura del Carmen Acosta García, realizada dentro del programa de doctorado TIC de la UPCT, ha diseñado mecanismos inteligentes capaces de optimizar automáticamente las comunicaciones inalámbricas, reduciendo tanto el consumo energético como los problemas de congestión en la red.

La investigación se centra en las redes LoRaWAN

El trabajo doctoral se ha centrado en las redes LoRaWAN, una tecnología de baja potencia y gran alcance que se utiliza habitualmente para conectar sensores, dispositivos urbanos, sistemas de monitorización ambiental o aplicaciones industriales.

Estas redes son una de las herramientas más utilizadas en proyectos de Internet de las Cosas (IoT), ya que permiten que miles de dispositivos envíen información utilizando muy poca energía.

Sin embargo, cuando aumenta el número de equipos conectados, aparecen problemas como interferencias, saturación de la red o un consumo excesivo de batería.

La tesis de Laura Acosta busca precisamente resolver esas limitaciones.

Mecanismos inteligentes para elegir automáticamente la mejor transmisión

Una de las principales aportaciones de la investigación es el desarrollo de sistemas capaces de seleccionar de manera automática los parámetros de transmisión más adecuados para cada dispositivo.

Gracias a estos mecanismos inteligentes, los sensores y equipos conectados pueden adaptar su forma de comunicarse según el estado de la red.

Esto permite:

• Reducir el consumo energético.
• Evitar interferencias entre dispositivos.
• Mejorar la fiabilidad de las comunicaciones.
• Mantener el rendimiento incluso cuando hay miles de conexiones simultáneas.

La investigadora ha combinado técnicas de modelado, simulación y aprendizaje automático para crear estas soluciones.

Nuevos métodos para evitar la congestión de la red

La tesis también ha desarrollado herramientas específicas para reducir la congestión que se produce cuando muchos dispositivos intentan transmitir información al mismo tiempo.

Los directores de la investigación, Antonio Javier García y Juan Aznar, destacan que uno de los mayores retos de las redes LoRaWAN es precisamente su comportamiento en escenarios muy densos y dinámicos.

Por ello, el trabajo propone nuevos métodos para gestionar mejor la red y evitar que el aumento de dispositivos conectados termine provocando fallos o pérdida de información.

Además, la tesis incorpora un simulador de gran escala capaz de analizar el comportamiento de miles de dispositivos al mismo tiempo.

Esta herramienta permite probar distintas configuraciones antes de implantar la red en situaciones reales.

Aplicaciones para ciudades inteligentes, agricultura e industria

Los avances desarrollados en esta tesis tienen aplicaciones directas en numerosos sectores relacionados con el Internet de las Cosas.

Entre ellos destacan:

• Ciudades inteligentes.
• Monitorización ambiental.
• Agricultura de precisión.
• Control de infraestructuras industriales.
• Sistemas de gestión urbana.

Por ejemplo, estos mecanismos podrían utilizarse para optimizar redes de sensores que miden la calidad del aire, el consumo de agua, el tráfico o el estado de cultivos agrícolas.

También permitirían mejorar la eficiencia de las redes industriales y reducir el gasto energético de miles de dispositivos que funcionan con baterías.

Redes más sostenibles y preparadas para el futuro

Laura Acosta destaca que los métodos propuestos permiten construir redes IoT más fiables, escalables y sostenibles.

La investigación demuestra que es posible mantener la calidad de las comunicaciones incluso cuando el número de dispositivos crece de forma masiva.

Además, al reducir el consumo energético, los sistemas pueden funcionar durante más tiempo y requieren menos mantenimiento.

La nueva doctora por la Universidad Politécnica de Cartagena considera que estos avances pueden facilitar el despliegue de redes inteligentes preparadas para las necesidades tecnológicas de los próximos años.

Con esta tesis, la UPCT refuerza su papel en la investigación sobre tecnologías de comunicación, inteligencia artificial e Internet de las Cosas, un ámbito cada vez más importante para el desarrollo de ciudades y servicios conectados.

 

 

Imagen adjunta de la autora de la investigación doctoral, con camisa blanca, junto a sus directores y los miembros del tribunal ante el que defendió la tesis