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Implementación de un protocolo de difusión celular móvil basado en TDMA de LoRa para redes vehiculares

Autores: Greitans, Modris; Gaigals, Gatis; Levinskis, Aleksandrs

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Implementación de un protocolo de difusión celular móvil basado en TDMA de LoRa para redes vehiculares


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión de la tecnología y la inovación

Palabras clave

Aumento de la densidad de vehículos
Sistemas de comunicación de bajo costo
Aplicaciones críticas para la seguridad
Capa de comunicación de respaldo de emergencia
Modulación de largo alcance
Protocolo de Difusión Celular Móvil

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Con la creciente densidad de vehículos y las crecientes demandas sobre la infraestructura de transporte, existe la necesidad de sistemas de comunicación resilientes y de bajo costo capaces de soportar aplicaciones críticas para la seguridad, especialmente en situaciones donde los canales primarios como Wi-Fi o LTE no están disponibles. Este documento propone un nuevo protocolo de red vehicular en tiempo real que funciona como una capa de comunicación de respaldo de emergencia utilizando modulación LoRa de largo alcance y hardware comercial. La contribución principal es el desarrollo del Protocolo de Difusión Celular Móvil que se implementa utilizando modulación de largo alcance y un protocolo de difusión celular basado en acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) (LoRA TDMA) capaz de soportar hasta seis clientes dinámicos para conectarse e intercambiar mensajes ligeros de conciencia cooperativa. El sistema logra una latencia de notificación de nodo de menos de 100 ms, cumpliendo con los requisitos clave de baja latencia para casos de uso de seguridad. A diferencia de las pilas de ITS convencionales, aquí el enfoque no está en el intercambio de datos completo, sino en mantener la comunicación esencial en condiciones restringidas. El protocolo ha sido probado en laboratorio para verificar su capacidad de asegurar el intercambio de datos en tiempo real entre nodos de red dinámicos con 14 bytes de carga útil por paquete de datos y una latencia de notificación de miembros de red de 100 ms. Si bien se centra en la seguridad vehicular, la solución también es aplicable a agentes autónomos (robots, drones) que operan en entornos con infraestructura limitada.

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