Diseño e implementación de un sistema de comunicación móvil de emergencia para solventar la falta de conectividad utilizando un Vehículo Aéreo No Tripulado (UAV)

Abstract

Las comunicaciones móviles de emergencia, son fundamentales para la eficiente gestión de riesgos, la falta de infraestructuras de telecomunicaciones para un despliegue rápido, amplifica la catástrofe. Por tal motivo, el presente trabajo explora la relevancia de implementar un sistema de comunicación móvil de emergencia empleando un Vehículo Aéreo No Tripulado (UAV). Este sistema ofrece una solución innovadora y eficaz para garantizar la conectividad en áreas remotas, durante desastres naturales o en situaciones de emergencia donde la infraestructura de comunicación tradicional se encuentre comprometida. En primera instancia, se realizó un análisis de componentes de hardware y software, el cual facilitó la selección de los más adecuados. El prototipo implementado consta de dos subsistemas, por un lado, el UAV y por otro, la red móvil 4G LTE. De este modo, se ensamblaron los componentes del UAV y se procedió a la configuración del controlador de vuelo en Mission Planner. Para la implementación del nodo LTE, se usó Ubuntu server 22.04 LTS en una Rasberry Pi 4, se instaló el software abierto srsRAN_4G, que permitió todas las configuraciones de la red central (EPC) LTE, además, se usó el BladeRF para actuar como eNB en la interfaz de acceso radio con 3 MHz de ancho de banda. Para la conexión de los UEs se usaron SIM/USIM programables. Esta estación LTE, se montó sobre el UAV y se realizaron pruebas de conectividad y rendimiento de la red desde el aire, llegando a una altitud de 30 metros, se midió la potencia de recepción en los UEs, capacidad de transferencia, cobertura, operatividad del UAV y su autonomía de vuelo. El prototipo resultó robusto, la red LTE funcionó acorde a sus configuraciones y se proporcionó conectividad a los UEs comerciales.