POSICIONAMIENTO PARA IOT BASADO EN 5G/6G, GNSS Y LEO PNT DE BAJA ENERGIA

LA INTERNET DE LAS COSAS (IOT) HA EXPERIMENTADO UN GRAN CRECIMIENTO EN LOS ULTIMOS AÑOS, EXISTIENDO ACTUALMENTE UN NUMERO ESTIMADO DE DISPOSITIVOS ALREDEDOR DE 30 MIL MILLONES. PARALELAMENTE SE HAN DESARROLLADO SISTEMAS DE COMUNICACIONES, EN MUCHOS CASOS DE BAJO CONSUMO ENERGETICO, PARA SATISFACER LAS NECESIDADES DE TRANSMISION DE DATOS CON ESTOS DISPOSITIVOS. UNA VEZ SATISFECHAS LAS NECESIDADES DE COMUNICACION, SE ESTA OBSERVANDO QUE EXISTE UNA CRECIENTE Y URGENTE DEMANDA DE TECNICAS PARA EL CALCULO LA POSICION DE DICHOS DISPOSITIVOS. ESTA DEMANDA NO TIENE ACTUALMENTE UNA RESPUESTA TECNOLOGICA SATISFACTORIA. LAS HABITUALES SOLUCIONES DE POSICIONAMIENTO PARA VEHICULOS, TELEFONOS MOVILES, ETC. QUE SE BASAN EN SISTEMAS GLOBALES DE NAVEGACION POR SATELITE (GNSS), SENSORES INERCIALES, ETC. NO SON VALIDAS PARA IOT. SU USO NO ES COMPATIBLE CON LOS REQUISITOS DE CONSUMO ENERGETICO QUE LOS DISPOSITIVOS DE IOT. POR EJEMPLO, LAS TECNICAS CONVENCIONALES DE POSICIONAMIENTO MEDIANTE GNSS PUEDEN HACER QUE LA BATERIA DEL DISPOSITIVO DURE HORAS EN LUGAR DE MESES. LA APLICACION DE TECNICAS INADECUADAS DE POSICIONAMIENTO PODRIA DIFUMINAR TODAS LAS VENTAJAS CONSEGUIDAS CON EL PROGRESO DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES. EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES CONTRIBUIR AL DISEÑO DE SOLUCIONES DE POSICIONAMIENTO QUE SEAN VALIDAS PARA UN ENTORNO DE IOT. LOS REQUISITOS QUE SE PUEDEN ENCONTRAR EN IOT SON MUY VARIADOS DEPENDIENDO DE LA APLICACION: EN UNOS CASOS DE USO PUEDE SER IMPORTANTE LA PRECISION DEL POSICIONAMIENTO, EN OTROS CASOS LA DISPONIBILIDAD, EN OTRAS SITUACIONES PUEDE SER NECESARIO OBTENER ADEMAS LA ORIENTACION DEL DISPOSITIVO, ETC., PERO UN REQUISITO TRANSVERSAL ES QUE EL CALCULO DE LA POSICION TIENE QUE CONLLEVAR UN GASTO ENERGETICO REDUCIDO. PARA ELLO, EN ESTE PROYECTO SE PROPONE EL DESARROLLO DE SOLUCIONES DE POSICIONAMIENTO BASADAS EN TRES TECNOLOGIAS COMPLEMENTARIAS. EN PRIMER LUGAR, SE ESTUDIARA EL POSICIONAMIENTO A PARTIR DE SEÑALES PROVENIENTES DE SATELITES DE ORBITA BAJA (LEO), TANTO EXISTENTES, QUE ES LO QUE SE DENOMINA HABITUALMENTE COMO SEÑALES DE OPORTUNIDAD PORQUE NO ESTAN DISEÑADAS PARA POSICIONAMIENTO, COMO ESPECIFICAMENTE DISEÑADAS PARA UNA FUTURA CONSTELACION DEDICADA. EN CUALQUIERA DE LOS DOS CASOS, LA UTILIZACION DE SATELITES LEO APORTA LA VENTAJA DE LA MAYOR POTENCIA DE LAS SEÑALES GRACIAS A MENOR DISTANCIA QUE A LOS SATELITES GNSS. ADEMAS, EL DISEÑO DE SEÑALES ESPECIFICAS, POR EJEMPLO, BASADAS EN LA MODULACION CHIRP SPREAD SPECTRUM, PUEDE SIMPLIFICAR LAS OPERACIONES A REALIZAR EN EL RECEPTOR. EN SEGUNDO LUGAR, SE EXPLOTARAN LAS INNOVACIONES PRESENTES EN LAS ULTIMAS VERSIONES DE 5G Y DISCUTIDAS PARA 6G PARA DISEÑAR MECANISMOS DE TRANSMISION Y ALGORITMOS QUE PERMITAN EL CALCULO DE LAS SEIS COMPONENTES DE LA POSICION Y LA ORIENTACION. ELEMENTOS CLAVE SERAN EL APROVECHAMIENTO DE LAS SUPERFICIES REFLECTANTES INTELIGENTES Y LA DISPONIBILIDAD DE MEDIDAS ANGULARES DE GRAN PRECISION INCLUSO CON SEÑALES DE REDUCIDO ANCHO DE BANDA. FINALMENTE, SE OPTIMIZARA EL USO DE GNSS BAJO EL PARADIGMA DE PROCESADO DE SEÑAL EN LA NUBE PARA SUSTITUIR EL COSTOSO PROCESADO DE MUESTRAS EN LOS DISPOSITIVOS POR LA MAS EFICIENTE TRANSMISION DE FRAGMENTOS CORTOS DE SEÑAL A LA NUBE. PARA ELLO SE DISEÑARAN ALGORITMOS DE REDUCCION DEL TAMAÑO DE LOS FRAGMENTOS Y SE APLICARAN TECNICAS DE ESTIMACION DIRECTA DE LA POSICION. TAMBIEN SE OPTIMIZARA LA GESTION DE LOS DISPOSITIVOS TENIENDO EN CUENTA EL BALANCE ENTRE COSTE Y EL BENEFICIO DE OBTENER CADA POSICION.