Diseño e implementación de un sistema de comunicaciones por retrodispersión empleando radio definida por software para aplicaciones de monitoreo inalámbrico

Abstract

Esta tesis describe el diseño e implementación de un sistema de comunicaciones por retrodispersión de arquitectura biestática el cual fue implementado empleando componentes comerciales y dispositivos de bajo costo. Este sistema se compone de un módulo PlutoSDR conectado a un amplificador externo de 2.5W, el cual genera y transmite la señal de onda portadora a 915MHz, un nodo por retrodispersión que genera y transmite un paquete de información y un módulo RTL-SDR para la recepción de la señal transmitida por el nodo. Los módulos se conectan a una computadora personal, donde se utiliza el software GNU Radio Companion (GRC) para el procesamiento de la señal en banda base. Por su parte el nodo por retrodispersión ha sido diseñado, construido y testeado bajo operaciones comandadas por un microcontrolador. El nodo por retrodispersión tiene como función detectar la presencia de señales de onda portadora de 915MHz empleando un detector de RF (radiofrecuencia), luego de ello modular la onda portadora con una información digital y transmitirla utilizando la técnica de retrodispersión. Para lograr la comunicación por retrodispersión, el microcontrolador maneja el voltaje de entrada en la terminal base de un transistor bipolar NPN que está conectado en configuración de emisor común. Este manejo del voltaje genera una señal modulada de banda base 2-ASK (modulación por desplazamiento de amplitud). La misión del transistor bipolar es actuar como un interruptor entre la impedancia de la antena y la conexión a tierra del circuito. Este interruptor combinado con una señal de onda portadora incidente genera una señal modulada en paso banda de modulación analógica AM (modulada en amplitud). Nuestros resultados muestran la viabilidad de construir un sistema de comunicaciones por retrodispersión de corto alcance. Aunque el corto alcance puede verse como una limitación, es ventajoso en aplicaciones conscientes de monitoreo inalámbrico.