Redacción
El uso de vehículos aéreos no tripulados unidos por un cable a tierra (TUAV) ha sido investigado como una nueva y poderosa herramienta para mejorar las redes de telefonía celular e Internet. Cuando se emplean como estaciones volantes con conexión por cable, los drones multirrotor prometen aumentar rápidamente la cobertura, incrementar la eficiencia de las redes urbanas y proporcionar un acceso muy necesario en las zonas rurales remotas.
“Nuestro objetivo ha sido mostrar que los TUAVs ofrecen una solución muy atractiva como puente entre las estaciones base fijas y los aviones teledirigidos de vuelo libre”, dijo Mohamed-Slim Alouini, quien ha escrito dos artículos sobre el tema con otros matemáticos de KAUST, Mustafa A. Kishk y Ahmed Bader. “Esperamos que nuestra investigación teórica estimule a otros a desarrollar la idea en todo su potencial”, dice Alouini.
En el 2017, después de que el huracán María devastara Puerto Rico, la compañía de telecomunicaciones estadounidense AT&T mostró cómo los aviones no tripulados (UAV) equipados con transceptores celulares podían desplegarse rápidamente para reemplazar las estaciones base inoperantes y restaurar así la cobertura de teléfono móvil. Los matemáticos han estado calculando desde entonces el posicionamiento óptimo de tales ingenios.
Añadir un cable para la energía y los datos a los drones ha sido desde hace tiempo un desarrollo obvio. Por ejemplo, una empresa estadounidense llamada Spooky Action ha estado experimentando con TUAVs para conectar áreas remotas de África.
Esquema del funcionamiento de los drones conectados a tierra, con capacidad limitada de reposicionamiento. (Foto: © 2020 KAUST; Xavier Pita)
Los TUAVs en el mercado hoy en día pueden permanecer en el aire durante un mes o más, mucho más tiempo que sus homólogos sin ataduras, que deben aterrizar para recargarse cada hora más o menos. Con una línea de fibra óptica que corre paralela a su conexión eléctrica, los TUAVs también pueden “retornar” sus datos a la red central con mucha más eficiencia. Su desventaja es su movilidad restringida, aunque el cable que conecta los equipos actualmente disponibles puede ser tan largo como 150 metros.
A diferencia de los UAVs de vuelo libre, o drones, se ha hecho poco trabajo teórico sobre la mejor manera de posicionar a sus homólogos con cable. “Un resultado interesante fue que con cables más largos, los TUAVs superarán a los UAVs de vuelo libre en casi todos los escenarios”, dice Kishk. “El futuros equipos 5G serán más pesados y consumirán más energía que el 4G de hoy, por lo que su ventaja se hará más evidente”.
Los tres investigadores de KAUST prevén que al final los TUAVs complementen las estaciones base fijas en redes urbanas de alta densidad.
Conectados y unidos a las azoteas de edificios altos, descargarían datos durante las horas punta y cambiarían su posición durante las 24 horas del día, para cubrir la distribución variable del tráfico a lo largo del día.
Mientras tanto, en el campo, donde existe una densidad menor, los TUAV prometen una alternativa más viable a las torres altas y costosas que se necesitan para dar cobertura a las regiones grandes pero poco pobladas.
Si bien los investigadores de KAUST solo buscaron la ubicación óptima de un TUAV para su investigación, ahora están desarrollando modelos más complejos, con dos o más estaciones base voladoras. Esperan que otros matemáticos se les unan en su búsqueda para optimizar el uso de los TUAVs.
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