Una nueva arquitectura aumenta la eficacia energética y espectral para la comunicación inalámbrica del Internet de las Cosas
El crecimiento exponencial del Internet de las Cosas está ayudando a mejorar los procesos industriales, la gestión energética y urbana, el transporte y la asistencia sanitaria gracias a la recopilación, el análisis y el uso de datos físicos masivos. Con todo, la recogida de estos datos depende de la conexión inalámbrica de miles de millones de sensores de bajo coste que funcionan con batería. La limitada eficacia energética y espectral de las actuales soluciones de comunicación inalámbrica del Internet de las Cosas limita la escala a la que se prevé que se lleve a cabo esta recopilación masiva de datos. El proyecto financiado con fondos europeos HEASIT «abordó el desarrollo y la comercialización de GreenOFDM, una innovación revolucionaria que dotará a las redes inalámbricas de área amplia de baja potencia (LPWAN) para el Internet de las Cosas de una alta velocidad de transmisión de datos con una alta eficacia energética», afirma Loic Lietar, coordinador del proyecto y director general de GreenWaves Technologies, la empresa emergente que está detrás del proyecto. «Se propuso definir, desarrollar e introducir en el mercado un módem en forma de circuito integrado que constituyese el núcleo de las redes de alta velocidad y baja potencia». En conjunto, el objetivo era proporcionar un circuito integrado que incorporase un algoritmo patentado innovador. Procesador único «Curiosamente, resulta que la arquitectura que adoptamos y desarrollamos para esta implementación demostró tener más valor en un mercado adyacente, es decir, el análisis, principalmente en forma de predicción basada en la inteligencia artificial a partir de imágenes, sonidos y movimientos a una potencia ultra baja», explica Lietar. «Así, el resultado de HEASIT es GAP8, un procesador con una posición sin parangón en el mercado que presenta una eficacia energética veinte veces superior a la de cualquier otro procesador disponible». Existe un consenso entre los expertos con respecto al auge en los próximos años del número de objetos conectados. Los servicios del Internet de las Cosas requieren cada vez más una conectividad inalámbrica que garantice una velocidad de transmisión de datos a una tasa de Mb/s, así como un alcance de kilómetros, años de autonomía y bajo coste. Comenzando con el algoritmo GreenOFDM, uno de los socios del proyecto desarrolló una solución totalmente programable en forma de procesador multinúcleo con una eficacia energética única. Por otro lado, la arquitectura se basó en dos proyectos de excelencia de código abierto (RISC-V y PULP) y constituye un enfoque muy novedoso en la industria de los semiconductores. Finalmente, en el ámbito del sistema, los socios del proyecto combinaron una emulación de GreenOFDM con la pila de protocolos de código abierto de la red de área amplia de largo alcance para lograr comunicaciones de radio de extremo a extremo. Ahorro significativo de costes La estrategia de HEASIT era dotar a las LPWAN de una interfaz de radio de alta velocidad, GreenOFDM, que ofrece una ventaja considerable en términos de costes, así como una mayor autonomía que la conectividad wifi y las tecnologías LTE («long-term evolution» o evolución a largo plazo) alternativas. También mantiene la arquitectura de red existente y las funcionalidades de las LPWAN, algo que no está al alcance de la conectividad wifi y las tecnologías LTE alternativas. «La innovación de HEASIT reduce de manera drástica el coste de despliegue y operación “in situ” de sensores enriquecidos», agrega el coordinador. «Por lo tanto, esto permite incluir un número mucho mayor de sensores y, en última instancia, enriquece significativamente el espectro de casos de uso del Internet de las Cosas». El primer cliente recibió un prototipo totalmente funcional en julio de 2018. «Hemos vendido a clientes potenciales más de cien kits de desarrollo con nuestro procesador GAP8 y estamos en camino de lograr la producción en masa para el primer trimestre de 2019», concluye Lietar.
Palabras clave
HEASIT, GreenOFDM, sensores, procesador, eficacia espectral, Internet de las Cosas, eficacia energética, red de área amplia, circuito integrado