Configuración de redes y programación de telecomunicaciones
En los sistemas de telecomunicaciones, la configuración óptima de la red y la programación eficaz de las comunicaciones son esenciales para garantizar una conectividad fiable y resiliente. Entre las diferentes técnicas que existen en Inteligencia Artificial y en Investigación Operativa, la programación por restricciones y la teoría de grafos ofrecen herramientas poderosas para modelar y resolver estos problemas complejos.
Modelización de redes resilientes con restricciones topológicas
Una red de telecomunicaciones reposa en un grafo de conexiones entre nodos (estaciones, satélites, antenas, relés, etc.). Para garantizar una conectividad óptima, varias restricciones deben ser respetadas:
- Conexidad de la red: cada nodo debe ser accesible desde otro para evitar el aislamiento de ciertas zonas.
- Grado de los nodos: cada estación o satélite tiene un número limitado de conexiones posibles.
- Asignación de frecuencias: hay que atribuir frecuencias evitando las interferencias y maximizando la eficacia espectral.
- Resiliencia de la red: Para asegurar la resiliencia de la red en caso de fallo de un nodo o de un enlace, es crucial diseñar una estructura troncal robusta. Esto puede modelarse mediante la búsqueda de un conjunto dominante en un grafo.
Choco Solver disponiendo de un módulo de grafos, estas restricciones pueden ser expresadas bajo forma de variables y restricciones de grafo, permitiendo una modelización al buen nivel de abstracción. El solucionador de restricciones permite probar diferentes configuraciones y optimizar la resiliencia minimizando al mismo tiempo los costes en recursos.
Programación de las comunicaciones con ventanas de tiempo
Las comunicaciones por satélite necesitan una alineación temporal precisa entre estaciones en tierra y satélites, con restricciones como:
- Ventanas de visibilidad: cada estación sólo puede comunicarse con un satélite durante franjas horarias específicas.
- Ancho de banda limitado: las transmisiones deben ser planificadas en función de los recursos disponibles.
- Atribución de frecuencias dinámicas: para evitar las interferencias y maximizar la eficacia del espectro radio.
Gracias a la programación por restricciones, es posible asegurar una programación óptima de las comunicaciones respetando al mismo tiempo las restricciones físicas y operacionales.