Un nuovo studio fa luce sulle reti opportunistiche a elevate prestazioni
La diffusione a macchia d’olio di dispositivi mobili in grado di offrire una connettività universale sta letteralmente rivoluzionando il settore informatico e conducendo alla nascita di un nuovo mondo di servizi pervasivi. Tuttavia, la crescita esponenziale del traffico mobile grava enormemente sulla capacità delle reti a causa della disponibilità limitata delle risorse dello spettro. Per superare questo ostacolo, è necessario condurre nuove ricerche sulle proprietà fondamentali dei sistemi wireless complessi. L’elevata mobilità e il carattere mutevole della topologia spingono le reti opportunistiche a sfruttare tutte le risorse disponibili in termini di interconnessione, consentendo ai dispositivi mobili di scambiare piccole quantità di informazioni in occasione di contatti fugaci tra gli utenti. Il progetto INFLOW (Information flow in opportunistic wireless networks), finanziato dall’UE, ha studiato le reti mobili opportunistiche per lo scarico dei dati e i relativi sistemi di codifica allo scopo di massimizzare la capacità totale dei canali. Partendo da un modello geometrico di tipo stocastico, gli scienziati hanno analizzato i principali limiti in termini di produttività massima e ricavato i vincoli relativi all’insieme di taglio (“cut-set”) sulla capacità teorica delle reti senza fili. Le variazioni temporali nei canali wireless rappresentano una proprietà fondamentale delle reti senza fili. Gli scienziati hanno analizzato attentamente la velocità di propagazione delle informazioni all’interno di reti veicolo-veicolo multi-corsia, come strade o autostrade, concentrandosi principalmente sull’impatto delle variazioni temporali delle onde radio che non era ancora stato studiato in tale contesto. Il gruppo di lavoro ha inoltre identificato la soglia di densità dei veicoli al di sotto della quale le informazioni si propagano alla velocità del veicolo più rapido e al di sopra della quale la propagazione risulta nettamente più rapida. Grazie all’adozione di metodi fisico-statistici, gli scienziati hanno ideato nuovi algoritmi di comunicazione a scambio di messaggi finalizzati a un utilizzo ottimale delle reti di radio cognitive, nonché alla pianificazione del traffico multicast nei commutatori con code di ingresso (“input-queued”). Una profonda conoscenza dei consumi energetici dei dispositivi wireless consente di sviluppare protocolli e algoritmi efficienti sotto questo punto di vista. Il gruppo di lavoro ha utilizzato l’innovativo quadro di monitoraggio dei consumi energetici NITOS allo scopo di valutare le prestazioni dei sistemi reali relativamente a tale aspetto, con un’attenzione particolare alla compensazione tra produttività ed energia. L’ondata di costante innovazione che sta investendo i dispositivi mobili, come gli smartphone, favorirà la nascita di numerose applicazioni di reti opportunistiche. La creazione di protocolli e di algoritmi avanzati finalizzata all’aumento del flusso di dati e alla riduzione dei consumi energetici determinerà un miglioramento delle prestazioni di queste reti.
Parole chiave
Reti opportunistiche, dispositivi mobili, capacità di rete, INFLOW, reti senza fili
