Las altas mesetas de las Montañas Rocosas de Colorado, conocido por sus vistas panorámicas, fauna silvestre, minas de oro antiguo y deportes de todo tipo, están atrayendo a nuevos pioneros:ingenieros que trabajan para mejorar las comunicaciones de emergencia.

Los socorristas enfrentan muchos desafíos de comunicación, incluyendo la falta de torres de telefonía celular en lugares deshabitados y equipos incompatibles. Las agencias de seguridad pública deben encontrar formas de compartir la voz, texto, mensajes instantáneos, videos y datos de manera confiable mientras se responde a incendios forestales y otras emergencias.

Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), en colaboración con la Dirección de Ciencia y Tecnología del Departamento de Seguridad Nacional (DHS), están montando redes de comunicaciones móviles en miniatura en camionetas y sistemas aéreos no tripulados para medir la intensidad de la señal y la cobertura en áreas montañosas que carecen de infraestructura inalámbrica.

Los experimentos del NIST en terrenos federales cerca de Gypsum, unas horas en coche al oeste de Denver, demostró que las redes móviles aún dejan mucho que desear. Los experimentos iniciales con sistemas terrestres indicaron una cobertura deficiente en áreas con terreno accidentado (colinas y valles), pero los sistemas aéreos proporcionaron una mejor cobertura.

"Los resultados obtenidos hasta ahora del sitio de prueba han confirmado algunas de nuestras expectativas e identificado varios problemas de rendimiento que no eran evidentes en el laboratorio, ", dijo el ingeniero electrónico Samuel Ray de la División de Investigación de Comunicaciones de Seguridad Pública del NIST.

"El terreno dificulta la cobertura, especialmente en las frecuencias requeridas para los sistemas celulares, "Ray agregó." Las agencias que respondieron también pueden encontrar áreas boscosas o entornos urbanos con estructuras. Todos estos factores afectan la cobertura, aumentando la necesidad de elevar la plataforma de comunicaciones ".

Los investigadores del NIST estudian "sistemas desplegables" para ayudar a crear ad hoc, redes interoperables. Los sistemas desplegables son necesarios no solo para las áreas rurales sino también para otras situaciones en las que la cobertura inalámbrica se ve comprometida o los eventos a gran escala causan congestión en la red. Algunos sistemas desplegables están disponibles comercialmente, pero el NIST está trabajando en tecnologías genéricas que cualquiera podría utilizar.

Los experimentos del NIST en el sitio de Gypsum utilizan sistemas de Evolución a Largo Plazo (LTE), los últimos estándares inalámbricos que están ampliamente disponibles para teléfonos móviles. Los 5 millones de personal de seguridad pública que se estima en el país han usado tradicionalmente walkie-talkies (radio móvil terrestre), pero muchos están complementando sus capacidades con sistemas LTE, que ofrecen velocidades de transmisión de datos de hasta 1, 000 veces mayor.

NIST ha estado midiendo el rendimiento de los sistemas desplegables en las Montañas Rocosas durante un año. El sitio de Gypsum, propiedad de la Oficina de Administración de Tierras del Departamento del Interior de EE. UU., fue elegido en parte porque es una gran meseta rodeada de matorrales relativamente planos, un escenario realista para un incendio forestal.

Los primeros experimentos del NIST utilizaron mástiles de antena terrestres y montados en camiones que se extendían de 2 a 4 metros (7-14 pies) sobre el suelo. El área de cobertura se extendía a varios cientos de pies desde las antenas; sin embargo, esa cobertura era muy pobre, con señales que caían por completo al cruzar colinas o trincheras, apuntando a la necesidad de mantener canales de "línea de visión".

Más recientemente, El equipo del NIST utilizó un sistema aéreo no tripulado que transportaba un sistema de red LTE comercial que pesaba menos de 2,3 kilogramos (5 libras). La plataforma se mantuvo a 121 metros (400 pies) sobre el suelo durante 15 minutos a la vez.

La cobertura se extendió más que antes, con señales que se extienden aproximadamente a media milla desde la plataforma aérea. El personal del NIST está estudiando varios problemas de estabilidad y buscando formas de optimizar las plataformas de redes móviles para vuelos más largos y antenas más efectivas. según Max Maurice, ingeniero jefe del proyecto de medición de Yeso.

Una posible solución son los globos de helio atados con antenas integradas. Estos sistemas ya están disponibles y podrían permanecer en el aire durante períodos más prolongados de tiempo de medición. Pero la elevación del sitio de Gypsum, más de 6, 000 pies sobre el nivel del mar donde el aire se vuelve más delgado, reduce en gran medida la capacidad de elevación de globos, Dijo Ray. Los globos también introducirían nuevos requisitos para la formación y el funcionamiento, y para la adquisición, almacenamiento y transporte de helio.

"Muchos proveedores están investigando mejores diseños para redes de comunicaciones aéreas; las dificultades están relacionadas con el peso y la potencia, o un equilibrio entre los dos, y hay muchas limitaciones físicas, ", Dijo Ray." Continuamos discutiendo oportunidades con contactos de la industria y buscando soluciones innovadoras y tecnologías alternativas.

"En 2020, Esperamos introducir opciones de antena adicionales y características de red resistentes en las pruebas de campo y continuar perfeccionando el banco de pruebas. Esta es un área de investigación con visión de futuro con un enfoque en tecnologías que están a cuatro o cinco años de estar disponibles comercialmente. y esperamos seguir trabajando en el sitio varias veces al año ".