Xarxes industrials d’internet de les coses (IIoT) i xarxes de màquina a màquina (M2M)

En aquesta línia de recerca estudiem a fons les xarxes industrials i contribuïm a la seva estandardització. Les xarxes industrials s’han desenvolupat al marge de l’internet tradicional. Això es deu al fet que una xarxa industrial (una «tecnologia operativa») té uns requeriments molt diferents que internet (tecnologia de la informació, TI). Mentre que la finalitat d’internet és interconnectar milers de milions de dispositius diferents que transmeten una gran quantitat de dades a llarga distància, una xarxa industrial es desplega habitualment en una planta industrial amb l’objectiu de connectar centenars o milers de dispositius. I tot i que les aplicacions del procés industrial no solen utilitzar una gran quantitat de dades, el que és fonamental és la fiabilitat (que totes les dades arribin a la seva destinació final), la latència (límit de temps garantit, en oposició a millor esforç) i la vida útil de la bateria. Les populars capes d’enllaç de dades sense fil (basades en l’accés múltiple amb escolta de portadora, CSMA) no compleixen aquestes expectatives; en conseqüència, les xarxes industrials s’han continuat oferint tradicionalment per cable. El cost i les limitacions operatives de les xarxes cablejades estan promovent una nova generació de tecnologies de comunicació i estàndards sense fil, que canvien el paradigma de la connectivitat en les indústries, ja que els costos operatius es redueixen dràsticament. WiNe se centra des d’una perspectiva pràctica en la convergència d’aquestes tecnologies en la infraestructura actual d’internet (IP habilitat), com ara encaminament, planificació, eficiència energètica, intercanvi de recursos i tècniques d’optimització, per a desenvolupar la base de la comunicació de l’IIoT).

Intel·ligència contextual en l’internet de totes les coses (IoE)

La computació ubiqua, juntament amb les xarxes sense fil, faciliten l’aparició de l’internet de totes les coses, en què els sistemes d’informació, les persones i una àmplia diversitat d’objectes s’interconnecten a la perfecció. Tanmateix, l’accés a internet de les coses planteja reptes pel que fa al rendiment de les dades, el nombre de dispositius, el consum d’energia o el rang de lectura. La major part d’aquests reptes estan relacionats amb el context on se situen els dispositius de comunicació, i per tant, «entendre» aquest context és clau per a millorar el rendiment de l’IoE. 

No obstant això, la informació que s’obté en els escenaris d’IoE es pot explotar juntament amb tècniques d’optimització combinatòria, que faciliten el desenvolupament i la comprensió de la dinàmica complexa d’entorns reals, com les ciutats, les carreteres o els sistemes dinàmics en general.

Al voltant d’aquest concepte, aquesta línia de recerca pretén extraure informació sensible al context per millorar les tecnologies de xarxa de l’IoE, com ara RFID, 802.15.4 o altres xarxes de baixa potència. Per mitjà de la informació proporcionada per sensors o paràmetres de radiofreqüència, s’utilitzaran màquines o altres tècniques relacionades amb l’aprenentatge per a fer front als reptes que planteja actualment l’IoE. L’objectiu és explotar la intel·ligència contextual (individual o col·laborativa) per millorar la qualitat i la usabilitat de les xarxes esmentades més amunt en el context de les ciutats intel·ligents o en escenaris industrials.

Edge computing i xarxes definides per programari 

El gran impacte del desenvolupament de la xarxa d’accés radioelèctric (RAN) en les despeses de capital dels propietaris de les infraestructures s’exacerba en les xarxes mòbils ultradenses. A més, en els escenaris esmentats, la ineficiència de l’assignació de recursos s’ha convertit en un dels principals inconvenients per a augmentar la capacitat de les xarxes mòbils actuals i futures. L’ús compartit i actiu de la xarxa d’accés radioelèctric basat en xarxes definides per programari (SDN) és una solució prometedora perquè el 5G pugui fer front a uns costos d’infraestructura cada cop més grans i a la necessitat d’assignar els recursos d’una manera eficient; tanmateix, les propostes definides fins ara són preliminars i no poden garantir la qualitat de l’experiència (QoE) que ofereixen els múltiples usuaris que comparteixen la RAN.

El grup WiNe se centra en el disseny d’algoritmes, arquitectures i solucions tècniques per a millorar l’eficiència en l’ús dels recursos en xarxa en escenaris multiusuari, en els quals l’optimització conjunta dels recursos de comunicació i processament s’ha convertit en una necessitat. Aquesta línia de recerca examina el disseny conjunt de virtualització dels elements de processament en xarxa (VNE i VNR), solucions d’encauament, fragmentació del trànsit de dades, mobile edge computing, etc. També ens centrem en la perifèria de la xarxa 5G, incloent-hi els elements capil·lars de la xarxa definits per la virtualització i el programari per tal de millorar el funcionament de la última infraestructura de salt.

Mobilitat i gestió de recursos radioelèctrics en les xarxes mòbils 5G

El repte principal de les futures xarxes mòbils (també conegudes com 5G) és satisfer la demanda creixent de connectivitat i capacitat massives. Tot i que s’ha demostrat que aquests dos objectius s’han d’abordar des d’un enfocament múltiple, la densificació de la xarxa i l’explotació de noves bandes de freqüència són dos possibles factors facilitadors.

En aquest context, la comunitat científica ha prestat atenció a les bandes d’ones mil·limètriques (mm-wave), on els amples de banda de fins a 1 GHz es podrien assignar a sistemes mòbils. Aquestes noves bandes de freqüència són essencials per a alimentar la capacitat de la xarxa, però les deficiències de propagació a altes freqüències, juntament amb els alts guanys directius d’antena que es requereixen per a contrarestar-les, plantegen nous reptes per a l’arquitectura i la gestió de recursos radioelèctrics.

El grup se centra, entre altres aspectes, en el disseny, el desenvolupament i l’avaluació de les capes de control d’accés al medi (MAC) per a proporcionar mecanismes eficients a les bandes mm-wave, per exemple, descobriment de cel·les, associacions de cel·les i self-backhauling, etc.