Desarrollo de una metodología de análisis de tecnologías de Radio IOT, para escenarios urbano y rural, por medio de modelos matemáticos

Abstract

En términos de conectividad inalámbrica, existe la clasificación denominada LPWAN (Low Power Wide Area Network), como una red de área amplia de baja potencia, que conectada a redes de sensores comunica a baja potencia con bajo consumo de batería. Los antecedentes expuestos sobre las tecnologías en este rango son LoRa y Sigfox como líderes del mercado en especto libre, mientras que Narrowband IoT lidera tomando parte del especto licenciado. Adicionalmente, se compara características técnicas y aplicaciones en contexto telesalud, teleeducación, agricultura, industria, otros. Se identifican casos de usos de la tecnología LPWAN en Latinoamérica. También se describe la regulación nacional e internacional dado que son tecnologías nuevas y poco desplegadas en el entorno. La estadística revela que con el contexto pandemia en el 2020, varios sectores de las telecomunicaciones iniciaron su despliegue de este tipo de redes, pero al ser necesario el despliegue de una infraestructura relativamente costosa, varios expertos prefieren realizar inicialmente simulaciones de parámetros de operación y verificar la viabilidad de una implementación. En este sentido, se considera que la relación cobertura & pérdida de propagación debe ser alta, para lo que existen modelos matemáticos con los que es posible predecir el comportamiento en determinado escenario así: urbano, suburbano y rural; el que más se adapta a cualquier escenario y sin tanto requerimiento es el de Okumura-Hata, que plantea un rango de estudio similar al que trabajan las tecnologías descritas. Además, la ITU emite recomendaciones para propagación de señales como el documento R-1238-10 que describe el comportamiento de una tecnología en escenarios como oficinas y fábricas. Los requerimientos para realizar el cálculo de propagación en los escenarios propuestos tanto en el modelo matemático como la Recomendación de la ITU solicitan identificar las características y restricciones así: frecuencia, MCL, área de cobertura máxima, obstáculos. Una vez codificado, el análisis de cada resultado emite valores de cobertura y pérdidas de propagación que permiten identificar la mejor tecnología (Lora, Sigfox, Narrowband-IoT) para cada escenario (exterior e interior). Finalmente, se genera el manual de procedimientos como guía para estudiantes que usan Laboratorio de Electrónica.