DESENVOLVIMENTO DE UM NOVO ALGORITMO DE CLUSTERIZAÇÃO PARA PROJETO DE REDES WI-SUN

INTRODUÇÃO: Este projeto de pesquisa tem como foco principal o planejamento de redes sem fio para comunicação em smart grids. No contexto de planejamento destas redes existe uma etapa muito importante que é o posicionamento de gateways e roteadores que fornecem conectividade para os medidores inteligentes da rede AMI (Advanced Metering Infrastructure). Um problema de projeto é determinar quais grupos de medidores podem ser mais facilmente agrupados em função das condições de propagação do sinal de rádio no ambiente de implantação. As principais abordagens para este problema utilizam algoritmos de clusterização clássicos para encontrar soluções factíveis. Contudo, estes algoritmos não são especializados para este tipo de projeto. OBJETIVOS: O objetivo deste projeto de pesquisa é propor adaptações em algoritmos de clusterização por densidade para torná-los mais adequados para aplicação no planejamento de redes sem fio. MATERIAIS E MÉTODO: A metodologia de pesquisa envolveu quatro etapas principais. A primeira etapa consistiu no estudo de algoritmos clássicos de clusterização para identificar suas principais vantagens e desvantagens, bem como a potencial aplicação no contexto de planejamento de redes sem fio. Na segunda etapa selecionamos um dos algoritmos para servir de base para o desenvolvimento da nova proposta. Este algoritmo foi implementado, para posterior adaptação na sua lógica de funcionamento. A terceira etapa envolveu o estudo de métricas e parâmetros associados ao planejamento de redes sem fio AMI que pudessem ser levados em conta no processo de clusterização dos dispositivos da rede. A quarta etapa consistiu na adaptação do algoritmo base de clusterização com o uso das novas métricas. RESULTADOS: Inicialmente geramos alguns resultados simulados com o algoritmo original do DBSCAN considerando medidores dispostos em um ambiente em ambiente urbano. Os resultados demonstraram que os clusters gerados podem ficar muito irregulares e inconsistentes com os padrões de conectividade. A partir destes experimentos desenvolvemos um novo algoritmo denominado de Rule-Driven Density Clusterization (RDDC). Embora experimentos adicionais ainda precisem ser feitos, os resultados preliminares demonstraram que a distribuição dos clusters fica mais homogênea. Avaliamos o impacto da clusterização considerando alcances de comunicação de 300 e 500 metros para os rádios. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Os resultados obtidos são preliminares e avaliações adicionais ainda são necessárias para cenários maiores de rede, com grande número de dispositivos. Outro desafio é o levantamento automático das informações associadas a posição de cada dispositivo, pois estas informações são importantes para a execução do algoritmo. A partir dos resultados alcançados podemos concluir que o projeto atingiu parcialmente seus objetivos, sendo ainda necessário evoluir em termos do algoritmo e na sua validação com dados reais.

PALAVRAS-CHAVE: Algoritmos de Clusterização; Smart Grids; Redes Sem Fio; AMI; Planejamento de Redes