Tesis doctoral 

Las Redes Inalámbricas de Sensores Submarinos (UWSNs) están sometidas a multitud de retos en la vida real.

El uso de UWSNs ofrece grandes ventajas en muchos servicios de observación automática, tales como el agua (océano, mar, etc.) y el registro de fenómenos geológicos (corrimientos de tierras, terremotos). Por razones obvias, mantener un consumo de energía adecuado es importante, y crítico en caso de nodos alejados de del nodo sumidero (llamado gateway o GW), lo que afecta a la eficiencia energética global del sistema. Estos sensores inalámbricos recogen y envían los datos a la estación base en tierra a través del nodo GW en la superficie del mar. Sin embargo, encontrar una ruta óptima y eficiente desde el nodo fuente hasta la GW es todo un reto.

Las razones más comunes de la pérdida de energía en los protocolos de enrutamiento submarinos existentes son (1) la muerte de un nodo por agotamiento de la batería, (2) la pérdida/colisión de paquetes, que provoca la retransmisión y afecta al rendimiento del sistema, y (3) la selección inadecuada del nodo sensor de retransmisión de datos.

Para resolver estos problemas, se propone un nuevo esquema de reenvío de paquetes energéticamente eficiente que utiliza la lógica difusa. El protocolo propuesto utiliza tres métricas: número de saltos para llegar al nodo pasarela, número de

vecinos (en el rango de transmisión de un nodo) y la distancia (o su equivalente, el indicador de intensidad de la señal recibida, RSSI) en un nodo dentro de una arquitectura UWSN 3D. Para hacer frente a estos problemas, el uso de un protocolo de enrutamiento es crucial. Proponemos una técnica de enrutamiento que se adapta a los cambios en la topología de la red, evitando múltiples retransmisiones que afectarían a su rendimiento global. Este protocolo es eficiente desde el punto de vista energético y se implementa mediante un proceso jerárquico analítico difuso (FAHP) en el marco de la toma de decisiones multicriterio (MCDM), para tomar una decisión de enrutamiento inteligente basada en objetivos, criterios y alternativas. Para seleccionar el siguiente nodo en la ruta, se utilizan varias matrices de comparación: el número de saltos, las distancias al nodo GW y el número de vecinos. Dado que hay varios nodos sensores

que deben transmitir o retransmitir los datos hacia el nodo GW, la elección del nodo de retransmisión o reenvío es importante para minimizar el retardo de extremo a extremo. El nodo que esté más cerca del nodo GW tendrá más posibilidades de reenviar los datos, pero hay que tener en cuenta varios parámetros más, como el número de saltos y el número de vecinos. En esta tesis, seleccionamos el nodo basado en técnicas difusas y elegimos el criterio de peso del nodo sensor que será seleccionado como nodo de retransmisión. El nodo con el peso más alto será elegido como nodo de retransmisión. El criterio de selección, en este caso, es que el nodo sensor que tenga menor distancia, menor número de saltos y el menor número de vecinos tendrá prioridad para actuar como nodo de retransmisión. Los resultados muestran que la

configuración propuesta funciona mejor que los esquemas de enrutamiento UWSN existentes, como SPRINT y RECRP.

El uso de la técnica difusa en las UWSN desembocará en el futuro a la IA (Inteligencia Artificial y Redes Neuronales) para la autodecisión de los nodos dentro de las UWSN.