Avances en el Posicionamiento de Dispositivos Móviles en Interiores con Tecnología 5G

Renato Torres

La evolución de las tecnologías en teléfonos móviles ha traído avances notables en la velocidad de internet, especialmente dentro de edificios y lugares cerrados. Gracias al desarrollo de la tecnología 5G, ahora podemos disfrutar de conexiones mucho más rápidas, acercándonos a un mundo donde todo está conectado en tiempo real a través de internet.

La demanda creciente de servicios como llamadas, video y entretenimiento digital subraya la necesidad de sistemas que mejoren tanto la conexión como la experiencia del usuario. Es esencial contar con un posicionamiento preciso de los dispositivos para optimizar esta experiencia.

Para responder a esta necesidad, los nuevos sistemas móviles diseñados para interiores deben manejar muchos dispositivos conectados. Estos sistemas no solo ofrecen velocidades de internet muy altas dentro de edificios, sino que también reducen problemas de señal y mejoran la precisión para saber dónde están los dispositivos con gran exactitud, casi como saber su ubicación a menos de un metro.

El posicionamiento exacto de los dispositivos es crucial para el uso efectivo de recursos radio y ahorrar energía en el equipo de usuario. Así, pueden enviar y recibir datos más rápido y de manera más eficiente, lo que hace que toda la red sea más efectiva y confiable para aplicaciones que necesitan respuestas rápidas, como autos que se conducen solos, sistemas de nube, internet de las cosas y telemedicina.

A diferencia del posicionamiento en exteriores, que se puede lograr con sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), el posicionamiento en interiores presenta desafíos únicos debido a cómo las señales se propagan dentro de los edificios. Para abordar estos desafíos, se utilizan diversas técnicas como medir el tiempo que tarda la señal en llegar (ToA), determinar el ángulo de llegada de las ondas de radio, y usar múltiples antenas para mejorar la señal. Estas técnicas aseguran un posicionamiento preciso y eficiente dentro de los edificios, mejorando así la calidad de los servicios ofrecidos.

La precisión y la importancia del posicionamiento de los dispositivos en la tecnología 5G son cruciales para garantizar tiempos de respuesta rápidos y velocidades adecuadas, especialmente en aplicaciones que requieren control en tiempo real. A diferencia de sistemas más antiguos como el GPS, que pueden tener errores significativos, la tecnología 5G está explorando métodos avanzados para mejorar este aspecto.


Investigaciones recientes se han enfocado en tecnologías como ondas milimétricas (mmWave), MIMO masivo y comunicaciones directas entre dispositivos. Estas innovaciones no solo mejoran el rendimiento general de la red, sino que también permiten un posicionamiento mucho más preciso.

Aunque las ondas milimétricas representan una mejora significativa en la velocidad de internet, su uso en interiores enfrenta desafíos como obstáculos físicos, la concentración de dispositivos en áreas específicas y la propagación multicamino.

Es crucial considerar estos detalles al diseñar sistemas que ayuden a ubicar con precisión los dispositivos en interiores. Esto no solo mejora la asignación de recursos de las estaciones base, sino que también reduce el consumo energético de los dispositivos, optimizando así el desempeño de las redes móviles en entornos donde la densidad de usuarios y la complejidad de la señal son desafíos importantes.

Posicionamiento de UEs en interiores

A medida que el número de dispositivos móviles aumenta, el tráfico total y la demanda por mayor velocidad de navegación también lo hace. En tecnologías inferiores a la quinta generación (5G), la emisión y propagación de las señales de radio desde las BS se dan con presencia o ausencia de dispositivos conectados a dicha BS. Entendido esto, dicha propagación representa un gasto innecesario de recursos de la red. Gracias al avance tecnológico, con ayuda de ML (Machine learning), ANN (Artificial neural networks) y la AI (Artificial Intelligence) se podrá conocer la ubicación del dispositivo dentro de la red y así gestionar eficientemente los recursos en función de la de la carga, demanda y servicios.



 
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•⁠  ⁠Rastorgueva-Foi, E., Costa, M., Koivisto, M., Leppänen, K., & Valkama, M. (2018). User Positioning in mmW 5G Networks Using Beam-RSRP Measurements and Kalman Filtering. 2018 21st International Conference on Information Fusion, FUSION 2018, 1150–1156.