Modelación y evaluación de propagación inalámbrica para enlaces de corto alcance en minas subterráneas

Abstract

Las telecomunicaciones se han vuelto cada vez más importantes e indispensables para el mundo moderno. Hoy en día están involucradas en casi toda actividad humana, llegando a ser casi imposible no utilizar alguna. Por lo mismo, la creación de nuevos protocolos y tecnologías de comunicación se vuelve importante para mejorar los sistemas de comunicación actuales y avanzar en el desarrollo de la sociedad. Dentro de las muchas aplicaciones que tienen las redes de telecomunicaciones se encuentran las del rubro de la minería, donde ayudan en el proceso de extracción de mineral al facilitar los procesos logísticos y de comunicación entre las diferentes partes y trabajadores. Estos escenarios presentan múltiples problemas al momento de implementar alguna red, debido a que tienen condiciones y arquitecturas únicas que hacen difícil el diseño y propuesta de sistemas de comunicaciones. Entre ellos se encuentra el hecho de que facilitan la presencia de muchos fenómenos que afectan a la propagación de las señales, tales como múltiples reflexiones, difracción, pérdidas de visibilidad, entre otros. En el presente trabajo se realizó el modelamiento de propagación inalámbrica dentro de una mina subterránea, tomando en consideración la forma y condiciones físicas presentes en estas. Todo esto se hizo a base de resultados experimentales elaborados en diferentes minas alrededor del mundo, donde se midieron las pérdidas de propagación y condiciones estadísticas de un canal inalámbrico inmerso en un túnel subterráneo. Con esto se logró llegar a caracterizar el comportamiento de las señales al viajar dentro de una mina subterránea, dando las ecuaciones que describen la atenuación por propagación y parámetros a considerar en el diseño de un sistema de comunicación inalámbrico inmerso en estos escenarios. También, a modo de evaluación del canal, se propuso una red de comunicación implementada en un simulador de redes computacional. En esta simulación se implementó el modelo de canal inalámbrico propuesto, al cual se le añadieron diferentes capas de comunicación con el fin de generar una red que transmita información de un punto a otro de manera efectiva. Se realizaron diferentes pruebas donde se midieron por ejemplo los retardos impuestos y el Goodput de la red. simulación. Finalmente, en el simulador se implementó una red propuesta en una investigación, en donde se propuso un protocolo de enrutamiento basado en el protocolo DTN, el cual está diseñado para redes heterogéneas parcialmente conectadas. La finalidad de este simulador es dejar la base para que en un futuro se realice la implementación del protocolo propuesto con el objetivo de hacer pruebas de conectividad y arribo de paquetes de información en un ambiente más realista, que asemeje estar dento de una mina subterránea.