Estudo de Formas de Compressão de Dados para Aplicações em Monitoramento sem Fio de Temperatura

Rafaela Schroeder; Glauber Gomes de Oliveira Brante; Eduardo Hodgson; Richard Demo Souza

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0486

Resumo

Este trabalho propõe a aplicação de dois tipos de codificação analógica como uma alternativa para otimizar a transmissão de dados das redes de sensores sem fio (RSSFs). A primeira é a paramétrica utilizando a espiral de Arquimedes e a segunda é a não-paramétrica, que utiliza otimizações numéricas. A comunicação analógica surge como alternativa à comunicação digital devido à algumas implicações da codificação digital, como o atraso na comunicação, que muitas vezes sacrificam o desempenho da transmissão. Nas duas abordagens descritas a transmissão é feita de forma similar. Primeiramente, realiza-se um mapeamento das amostras, para que estas sejam posteriormente codificadas e transmitidas. Como trata-se de uma transmissão sem fio, deve-se considerar o desvanecimento do canal que segue distribuição Rayleigh. No receptor é empregado um decodificador ML (do inglês - Maximum Likelihood) para realizar a decodificação e estimar o vetor fonte baseando-se no vetor de símbolos recebidos. Para aperfeiçoar o desempenho da paramétrica, utilizou-se um estimador MMSE (do inglês - Minimum Mean Squared Error) e também se otimizou os parâmetros. Já na codificação não paramétrica, foram usados dois conjuntos de dados: amostras de dados aleatórias, obtidas através do sorteio de uma variável aleatória seguindo uma distribuição Gaussiana e um conjunto de amostras reais de temperatura coletadas por uma RSSF em Morges, Suíça. Os resultados indicam que o filtro MMSE melhorou consideravelmente o desempenho da paramétrica. Porém, apesar das melhorias, o desempenho da não-paramétrica é superior, considerando os dois conjuntos de dados utilizados, pois se aproxima mais do ótimo, principalmente onde a CSNR (do inglês - Channel-Signal-to-Noise Ratio) é baixa.

Palavras-chave: Redes de sensores sem fio; Codificação analógica