Channel modeling in IOT deployments supported by LEO nanosatellites

Abstract

El encontrar un modelo de canal adecuado para los enlaces satelitales es uno de varios desafíos abiertos en las aplicaciones de Direct-to-Satellite IoT (DtS-IoT) servidas por nanosatélites Low Earth Orbit (LEO). Si bien se han propuesto varios modelos de canales satelitales, no existe una respuesta definitiva sobre cuál es más adecuado para representar el escenario estudiado. En este trabajo se presenta un enfoque metódico para analizar, evaluar y comparar un conjunto de modelos de canal identificados como candidatos para representar el enlace a nanosatélites LEO en aplicaciones DtS-IoT. La metodología propuesta se compone de tres pasos: análisis cualitativo, simulaciones computacionales y una evaluación de desempeño en una configuración Hardware-in-the-Loop. El alcance de esta tesis abarca las dos primeras etapas descritas. Los resultados obtenidos posicionan a los modelos de Akturan, Patzold y FSMC-TS como preseleccionados para su posterior análisis. Estos presentan el mejor tradeoff entre la representación de los fenómenos físicos, la rápida variación temporal del canal y complejidad computacional. Adicionalmente, se propone un nuevo modelo, denominado Enhanced FSMC-TS, el cual corrige la ausencia de shadowing en el FSMC-TS. Al incorporar shadowing se logra una representación más precisa del escenario estudiado, dada la prevalencia de dicho fenómeno en éste.