DORSAL-IoT: Downlink Optimization for Robust Direct-to-Satellite Communication in the Internet of Things

El paradigma emergente del Internet de las Cosas Directo a Satélite (DtS-IoT) supone un avance fundamental en la interconexión de las tecnologías terrestres de Área Amplia de Baja Potencia (LPWAN) con satélites de Órbita Terrestre Baja (LEO), lo que facilita que los dispositivos IoT transmitan datos a través de pasarelas terrestres o directamente a satélites en ausencia de infraestructura terrestre. Este innovador paradigma marca el inicio de una nueva era para aplicaciones a escala global, como el rastreo de activos transfronterizos, la monitorización oceánica y la agricultura remota, al prometer una cobertura potencial de millones de dispositivos bajo la huella de un satélite. Sin embargo, la confluencia de la expansión de la huella satelital, las distancias de transmisión, la dinámica del canal y las limitaciones de los dispositivos terrestres dificulta la implementación del DtS-IoT.

Este proyecto explora las técnicas de enlace descendente en sistemas DtS-IoT basados ​​en LoRaWAN, reconociendo que LoRaWAN es una tecnología viable para la conectividad DtS-IoT, si bien existen prototipos y validaciones que abordan principalmente el enlace ascendente de datos. La comunicación de enlace descendente en LoRaWAN es vital para garantizar intercambios de datos robustos. Permite al servidor de red reconocer la recepción correcta de datos y proporciona un canal de control para operar dispositivos actuadores de forma remota. Sin embargo, los desafíos específicos que rodean el enlace descendente de LoRaWAN, en particular la compleja programación en la red LEO para facilitar los paquetes de enlace descendente dentro de la ventana de recepción temporal de los dispositivos LoRaWAN, y la selección matizada de las puertas de enlace descendente, exigen soluciones a medida.

Por lo tanto, este proyecto aspira a abordar estos desafíos, basándose en soluciones de vanguardia de optimización en línea y fuera de línea y aprendizaje automático, con el objetivo de orquestar hábilmente los mensajes de enlace descendente para evitar la superposición, garantizar condiciones óptimas del canal y asegurar una comunicación fluida, confiable y eficiente entre los dispositivos IoT remotos y la red de acceso espacial.

En Francia: 

• Oana Iova, investigadora, coordinadora del proyecto DORSAL-IoT, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

• Juan Fraire, investigador, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

• Hervé Rivano, investigador, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria 

• Fabrice Valois, investigador, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

• Jana Koteich, postdoc, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

• Carlos Fernandez Hernandez, estudiante doctorado, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

• Diego Maldonado, estudiante doctorado, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

• Alexander Ylnner Choquenaria Florez, estudiante doctorado, Equipo-proyecto AGORA, Centro Inria de Lyon, Inria

En Chile: 

• Cesar Azurdia, investigador, coordinador del proyecto DORSAL-IoT, Universidad de Chile

• Marcos Diaz, investigador, Universidad de Chile

• Matias Vidal, investigador, Universidad de Chile

• Samuel Gutierrez, postdoc, Universidad de Chile

• Juan Carlos Valdes, postdoc, Universidad de Chile

• Jose Pedreros, estudiante doctorado, Universidad de Chile

• Rodrigo Muñoz, estudiante doctorado, Universidad de Chile

• Miguel Gutiérrez Gaitán, investigador, Pontificia Universidad Católica de Chile

• Cristóbal Huidobro, estudiante doctorado, Pontificia Universidad Católica de Chile

• Sebastián Silva, estudiante de máster, Pontificia Universidad Católica de Chile