Caracterización experimental del canal de comunicación inalámbrico de la zona arqueológica de Rumiwasi

Abstract

En los últimos años el sitio arqueológico de Rumiwasi ubicado en el Cusco, distrito de San Sebastián; ha sufrido varios atentados que han dejado como consecuencias varios muros dañados y pintados con aerosol, por lo que un manejo preventivo de este sitio permitiría a sus administradores conocer la ubicación, tiempo de estadía, número y recorrido de los visitantes para así tener un mejor control y cuidado de este, actualmente herramientas como una red de sensores inalámbricos (WSN) nos ofrecen una solución eficiente a este tipo de problemas pero esta requiere de una etapa previa llamada modelamiento de canal que ofrece los parámetros suficientes para obtener un diseño óptimo de esta. En el presente trabajo tiene como objetivo general caracterizar el canal de comunicación de la zona arqueológica de Rumiwasi en el que se consideró dos aspectos principales: Modelado de la propagación a gran escala y modelado de la propagación en pequeña escala. La caracterización de la propagación a gran escala de las ondas electromagnéticas se realizó usando modelos aplicables a las redes de sensores inalámbricos WSN usando como variable dependiente el indicador de potencia recibida (RSSI) debido a que estos modelos proveen información utilizada para la geolocalización en tiempo real sin el uso de GPS. Esto se realizó para las trayectorias LOS (línea de vista), NLOS (sin línea de vista) y LOBS (trayectoria con obstrucción).La adquisición de datos se realizó usando dos tarjetas LoRa TTGO T-BEAM (una configurada como nodo sensor y la otra como gateway), dos trípodes y una laptop. Los parámetros fueron calculados usando modelos estadísticos de regresión simple, comparando cada modelo con los datos medidos de RSSI y luego se procedió elegir el modelo más adecuado para cada trayectoria usando como parámetro de comparación la desviación estándar. A partir de esto un análisis del exponente de pérdida de trayecto en la trayectoria NLOS de n = 15,76, mostró que los restos arqueológicos ubicados en esta zona poseen una atenuación muy grande, por lo que si se diseña una red de sensores se recomienda usar un radio máximo de cobertura optima de d = 140m. La caracterización de la propagación en pequeña escala se realizó usando una sonda de canal en el dominio de la frecuencia. Esta consta de dos antenas tipo parche HG908LP-NF colocadas en trípodes y el Fieldfox Handheld Analyzer N9914A configurado en el modo analizador de redes vectorial con el cual se midió el parámetro S21 para dos de los muros más representativos de esta zona arqueológica. Este parámetro sirvió para caracterizar el tiempo de retardo RMS el cual comprobó que la atenuación en la trayectoria NLOS se debe a que consta en su mayor parte de muros con la estructura del muro de prueba 2 debido a que estos tienen el retardo RMS 2 veces que mayor que el muro de prueba 1 (τRMS = 11,56ns). También se obtuvo los modelos estadísticos o procesos autoregresivos con media móvil (ARMA) de los principales muros de esta zona arqueológica cuya importancia radica en su aplicación en la simulación de datos, destacando en cada uno de ellos que para las misma distancia de prueba d = 60cm, el orden del proceso ARMA es de (4,2).