Posicionamento dinâmico e eficiente de Estações Base LTE Móveis em cenários de desastre baseado em algoritmo evolucionário

Abstract

Este trabalho explora o problema de posicionamento de antenas móveis ao longo do tempo, aplicado a um cenário de desastre. Este tipo de problema é estudado em diversas ocasiões em que a tecnologia utilizada e características geográficas do cenário causam um grande impacto na sua solução. Uma situação de desastre exemplifica bem esses impactos, deforma a necessitar de uma nova infraestrutura de comunicação independente para auxiliar operações de Comando e Controle que serão realizadas pelas tropas, como buscas eresgates. Suprir as necessidades desse tipo de cenário pede por dinamismo no tempo e no espaço, o que justifica a adoção do modelo do Centro de Coordenação de Operações Móveis(CCOpMv), criado pelo Exército Brasileiro. Esse modelo apresenta o 4G LTE dentre suas tecnologias e é composto por diversas viaturas, nas quais podem ser instalados eNodeBsde potência reduzida, facilitando assim o deslocamento das antenas no cenário. O elevado custo de cada um desses veículos faz com que seja necessário tentar minimizar sua quantidade. Para realizar essa minimização no problema de posicionamento de antenas móveis ao longo do tempo, o cenário é modelado e em seguida é proposta uma solução metaheurística chamada Predictive GA Deployer (PGD), capaz de adaptar a instalação dessas antenas às necessidades dos usuários de forma dinâmica. Para comparação, também foi desenvolvida um algoritmo exato Additive ILP Deployer (AID) que necessita de toda a informação temporal do cenário de antemão. Essas soluções foram avaliadas por meio de simulações utilizando a plataforma OMNeT++, em que foram utilizadas situações com restrições de QoS diferentes. Os resultados da avaliação mostram que o número de antenas utilizadas pelo PGD e pelo AID foi diferenciável, de forma que o número de antenas doPGD se distancia mais do resultado ótimo quanto maior é o requisito de QoS. Ao mesmo tempo, o PGD se mostrou adequado para ser utilizado em cenários mais realistas, comum a restrição de QoS baixa, visto que não necessita da mesma completude de informações temporais que o AID.