Estudio de la cobertura de la modulación LoRa en la banda de 915[Mhz] en un ambiente urbano

Abstract

Grandes empresas relacionadas a la innovación en telecomunicaciones a nivel mundial como IBM, CISCO y Nokia están desarrollando nuevas tecnologías y servicios para el Internet of Things (IoT), entre ellas nuevas técnicas de modulación de señales, como Chirp Spread Spectrum (CSS), que han permitido la creación de un nuevo tipo de redes de bajo consumo y grandes áreas de cobertura. El termino acuñado para estas redes es Low Power Wide Area Networks (LPWAN) y ellas se caracterizan por lograr rangos de cobertura del orden de los kilómetros, pero con un consumo de energía mínimo que permite mantener los nodos de la red por años en funcionamiento de manera remota sin un cambio de batería. El desarrollo de este nuevo tipo de redes va de la mano con la aparición de las Wireless Sensor Network (WSN), redes ubicuas y redes mesh acercándonos a un futuro en donde se pueda conocer y controlar diversos aspectos de nuestro entorno de forma remota, en tiempo real y a bajo costo. La tecnología estudiada en este trabajo es LoRa la cual permite enviar información con un bajo costo energético y ser recibida a largas distancias gracias a sus altos niveles de sensibilidad (-130[dBm]). En este trabajo se explicarán en detalle los fundamentos de estas características y se mostrará el análisis gráfico de un radio-enlace de LoRa en un ambiente urbano. El estudio fue llevado a cabo en la ciudad de Santiago Chile, en la intersección de las comunas de Macul y Ñuñoa. Se integraron distintos Hardwares para crear un sistema de comunicación inalámbrico LoRa que opera en la banda ISM de 915[MHz] y permite asociar los parámetros del radio enlace con su respectiva posición georreferenciada. Fue posible obtener rangos de buena cobertura entre los 500[m] y los 700[m], y ademas se encontraron zonas de cobertura adicional a aproximadamente 1[km] de distancia entre el nodo transmisor y la estación base. Esta memoria es parcialmente financiada por Telefónica Investigación y Desarrollo Chile, con el objetivo de desarrollar pruebas reales que permitan analizar y validar los resultados teóricos ofrecidos por esta nueva tecnología y además hacerse del Know How necesario para utilizar estas tecnologías en desarrollos nacionales.