Análisis del rendimiento de un prototipo de radio cognitivo sobre SDR en aplicaciones WSN

Abstract

Las redes de sensores inalámbricos basadas en LoRa, ampliamente desplegadas sobre bandas no licenciadas, muestran una degradación de su tasa de error de paquetes (PER) ante interferencia co-canal sostenida. Esta tesis presenta el diseño, implementación y evaluación experimental de un prototipo de Radio Cognitivo sobre una plataforma de Radio Definida por Software (SDR) capaz de mitigar estos efectos. El sistema se construyó sobre el módulo gr-lora_sdr en GNU Radio, cuyo código fuente fue modificado para habilitar la reconfiguración del factor de ensanchamiento; sobre esta base se integraron cinco bloques cognitivos de diseño propio que implementan: detección de energía con umbral adaptativo de tasa de falsa alarma constante (CA-CFAR), barrido escalonado del espectro, decisión de cambio de canal basada en SNR, adaptación del factor de ensanchamiento, y control sincronizado de la sintonización del hardware. La validación experimental se realizó sobre dos equipos USRP-2920 con interferencia controlada generada mediante ERASynth Micro. Las pruebas experimentales con equipos USRP mostraron que bajo interferencia co-canal severa (-29 dBm), el sistema cognitivo mantuvo una Tasa de Error de Paquetes (PER) inferior al 10%, mientras que el enlace convencional colapsó con un PER superior al 10%. Los resultados validan que la adaptación dinámica en la capa física incrementa significativamente la robustez de los enlaces LoRa.