Modelo e infraestructura de comunicaciones para servicios sensibles al contexto
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2009-09-10
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Resumen
The appearance of concepts such as ¿Ambient Intelligent¿, ¿Ubiquitous Compu-
ting¿ and ¿Context-Awareness¿ is causing the development of a new type of services ca-
lled ¿Context-Aware Services¿ that in turn may affect users of mobile communications.
These services allow users to get information adapted to their needs and preferences.
This is a complex process because of the heterogeneity of contents, devices, objects,
technologies, resources and users. Therefore it is necessary to have a local control of these
parameters. In this sense, Wide Area Networks are not suf¿cient to solve this problem
since they are oriented to remote multimedia services, with no interaction between objects
from the same environment as the user. This thesis proposes the development of ¿Local
Infrastructure¿ in order to provide intelligent, adaptable services to the user and solves
the problem of local context control.
In this thesis several contributions are presented: conceptual model for development
of local infrastructure, an architecture design to control the service offered by the infras-
tructure and, ¿nally, a few scenarios of use applications. The ¿rst contribution is summa-
rized in two conceptual models that provide a new technology in order to context-aware
services. The ¿rst model is designed to de¿ne the interaction between elements from the
environment. It consists of four levels: conceptual bases for intelligent environment, ubi-
quity in communication, tools and application concepts. The second model improves the
user services and consists of ¿ve levels: infrastructure, technologies, capabilities, services
and systems. Its aim is to complement the current existing communication infrastructure
model.
The second contribution is an architecture design based on the previous conceptual
models and it is used to develop contextual services. The key issue of this architecture
is that it makes use of a local infrastructure in order to operate adequately. This infras-
tructure consists of an intelligent device network, called ¿Wireless Beacons¿, to link the
personal portable device with the contextual services. The beacon design is modular,
¿exible, scalable and adaptable in order to tolerate new demand services whenever is
needed. This is done in an autonomous way and adapted to the user preferences. Several
prototypes have been made an adjusted to a number of services. These prototypes are
manufactured with low-cost-off-the-shelf electronic modules.
Finally, the architecture has been validated using real world scenarios such as: pro-
ximity marketing, interactive tourism and monitoring cultural assets, etc. In this sense,
results suggest that a wide range of new and useful applications, not conceived at origin,
can be now developed.
Descripción
La aparición de conceptos como "Inteligencia Ambiental", "Context-awareness" o
"Computación Ubicua" está provocando una revolución en el desarrollo de nuevos servi-
cios denominados "Context-Aware Services" (servicios sensibles al contexto), que en su
gran mayoría, afectan a los usuarios de comunicación móvil.
La implementación de estos "servicios sensibles al contexto" requerirá de una inte-
ligencia que registre y gestione la información del contexto. Se entiende por contexto el
conjunto de parámetros que permite caracterizar una situación, momento o lugar. Es decir,
son aquellos datos relevantes para la interacción entre un usuario y los servicios, como
por ejemplo: el propio usuario, dispositivos del entorno, localización, comunicaciones,
actividad, etc. La heterogeneidad de las fuentes de información como de las tecnologías
de comunicación, lo convierten en un problema complejo desde un punto de vista téc-
nico. Por tanto, será necesaria la gestión de las comunicaciones entre la infraestructura
subyacente del entorno, la información y el propio usuario, de una manera próxima y
local. En este sentido las redes de área extensa se muestran insu¿cientes para solventar
este problema. La respuesta a esta limitación, referente a la integración y control de la
heterogeneidad de las tecnologías y de los dispositivos, precisa de una ¿Inteligencia¿ e
"Infraestructura Local".
En esta tesis se presentan las aportaciones para la modelización de la gestión del
contexto, la implementación de una arquitectura y de las aplicaciones necesarias, con el
objetivo de resolver esta problemática.
En el ámbito conceptual, se hace patente la carencia de una modelización que abs-
traiga y unifique la diversidad de los fundamentos, tecnologías, capacidades y tipos de
comunicación. Para cubrir este vacío conceptual se proponen dos modelos que permiten
abordar el desarrollo de nueva tecnología.
El primero de ellos, denominado "Modelo Conceptual General para Servicios In-
teligentes" (MCGSI), estructura los fundamentos relacionados con la cooperación inte-
ligente de los elementos del entorno. El segundo, "Modelo Conceptual Específico para
Comunicaciones Locales" (MCECL), define la infraestructura de comunicación necesa-
ria para la prestación de los servicios sensibles al contexto.
Partiendo de estos modelos se propone una arquitectura que permite dar solución a la
implementación de los servicios contextuales. La base sobre la que se fundamenta esta
arquitectura es la existencia de una "Infraestructura Local", que constituye la principal
aportación de esta tesis, con inteligencia, capacidad de comunicación y de integra-
ción de la información asociada al entorno del usuario. Esta "Infraestructura Local" está
formada por una red de dispositivos con capacidad de localización, identificación, senso-
rización, integración y gestión de información, así como de comunicaciones de largo y
corto alcance. Estos dispositivos, que materializan la infraestructura, se han denominado
"balizas inalámbricas".
Las propuestas presentadas en esta tesis doctoral ofrecen flexibilidad, modularidad,
portabilidad y escalabilidad, cubriendo el vacío tecnológico y estructural de los actuales
sistemas de comunicación. Parte del desarrollo expuesto en este trabajo ha sido validado
en el marco de distintos proyectos de investigación, con entidades tanto públicas como
privadas, como Telefónica I+D, INTA ("Instituto Nacional de Tecnología Aerospacial")
y Worldnet21. En esta tesis se presentan distintos escenarios de uso en los que utilizando
la misma ¿Infraestructura Local¿, es posible la prestación de servicios contextuales en el
ámbito de : "Marketing por proximidad", "Turismo Interactivo" y "Monitorización de los
bienes patrimoniales.