El nuevo método de sincronización entre dispositivos y satélites propuesto mejora la eficiencia energética del dispositivo para comunicarse a través del satélite.
Un reciente estudio liderado por Guillem Boquet y Borja Martínez, ambos investigadores del grupo Wireless Networks (WINE), del IN3 de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), aborda la problemática y soluciones para mejorar la coordinación entre los miles de millones de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT) y los satélites de órbita terrestre baja (LEO). Con aproximadamente 4600 millones de personas conectadas a internet mediante teléfonos móviles y más de 15.000 millones de dispositivos IoT actualmente en uso, se espera que esta cifra se duplique a 30.000 millones para finales de la década.
El Internet de las Cosas incluye una amplia gama de dispositivos, desde coches y sensores de riego hasta estaciones meteorológicas y drones autónomos, que están generando nuevas oportunidades en comunicaciones y manejo de datos. Sin embargo, conectar estos dispositivos en áreas sin infraestructura de red móvil representa un desafío significativo. Los satélites LEO, debido a su proximidad a la Tierra, ofrecen una solución viable ya que requieren menos potencia de transmisión, permitiendo que los dispositivos ahorren energía y reduzcan costos de mantenimiento.
Los satélites LEO, utilizados por empresas como SpaceX (Starlink), Eutelsat OneWeb y el proyecto Kuiper de Amazon, tienen ventajas sobre los satélites geoestacionarios, como menor latencia, mayor número de satélites en operación, mayor cobertura y tiempos de despliegue más cortos, haciéndolos ideales para las comunicaciones en diversos sectores. Sin embargo, el uso de estos satélites también presenta desafíos. La sincronización entre los ciclos de actividad de los dispositivos IoT, que funcionan con batería y tienen ciclos regulares de actividad para conservar energía, y las ventanas de comunicación irregulares de los satélites LEO es uno de los principales problemas.
La propuesta de los investigadores de la UOC consiste en desarrollar estrategias avanzadas de sincronización que prevean las trayectorias de los satélites y los momentos de acceso disponibles. Esta predicción, basada en un modelo de trayectoria orbital, requiere operaciones de cálculo periódicas y actualizaciones del modelo predictivo, lo cual también tiene un costo energético.
El estudio probó esta solución en un caso real de comunicación con el nanosatélite Enxaneta, logrando una mejora del 99% en la ratio de acceso al satélite y garantizando el acceso a la red a largo plazo, mientras se minimiza el consumo energético del dispositivo. Los próximos pasos incluyen completar el análisis de costos y beneficios de implementar esta solución en diversas aplicaciones, redes de servicio, tipos de constelación satelital, dispositivos IoT y tecnologías de comunicación. Los investigadores también buscan proponer modos de ahorro de energía que se adapten automáticamente a las demandas de comunicación y las condiciones variables de las redes no terrestres.
Este estudio refleja el potencial y las dificultades del uso de satélites LEO en la expansión del Internet de las Cosas, destacando la necesidad de innovaciones continuas para superar los obstáculos actuales y maximizar los beneficios de esta tecnología emergente.
(Universitat Oberta de Catalunya)
