Estudi, disseny i implementació de l'enllaç ascendent de comunicacions NVIS multiportadora de baixa potència i diversitat de polarització

Cada dia el nombre de dispositius IoT (Internet of Things) és major, apareixent conseqüentment nous protocols i tecnologies radio enfocades a la comunicació d'aquesta mena de dispositius segons les seves necessitats. En el cas de dispositius RIoT (Remote Internet of Things) que es troben en zones molt allunyades d'infraestructures de telecomunicacions o que l'orografia no permet la visió directa entre transmissor i receptor, les comunicacions per satèl·lit i HF (High Frequency) són opcions que poden garantir l'enllaç. En el cas de les comunicacions HF, són una alternativa de baix cost degut a les característiques de propagació de les seves ones capaces de ser reflectides per la ionosfera abastant milers de quilòmetres. A pesar que la banda d'ús (3-30 MHz) es troba molt per sota de la satel·litària, són una opció vàlida per a l'amplada de banda requerida en dispositius RIoT. Respecte als estàndards de les comunicacions HF podem destacar el MIL-STD-188-110D i el STANAG 4539, els quals varien la modulació i l'amplada de banda segons la velocitat de bits requerida. Aquest tipus d'estàndards són genèrics per als subtipus d'enllaços HF: DX (Distance X) per a enllaços superiors a 250 km i NVIS (Near Vertical Incidence Skywave) per a enllaços menors a 250 km. A causa de les diferències en els paràmetres del canal entre tots dos subtipus d'enllaços, els estàndards actuals poden ser més robustos si es basen en un únic subtipus d'enllaç. Per això, a través d'aquesta tesi doctoral, s'ha caracteritzat el canal ionosfèric NVIS a la regió polar antàrtica amb la finalitat de definir un protocol de transmissió de la capa física el més delimitat a les característiques del canal. Amb tal propòsit, pel fet que les modulacions de banda estreta són susceptibles principalment al delay spread del canal es proposa l'ús de la modulació multiportadora OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) a causa del seu disseny capaç d’evitar el delay spread. Amb el propòsit de verificar els resultats, s'ha provat la OFDM dissenyada en un escenari real, mantenint la velocitat de bit i amplada de banda dels estàndards per a poder comparar la robustesa de la comunicació. A més, pel fet que els estàndards no estan enfocats a transmissions de potències molt baixes, en dispositius RIoT la gestió energètica és de gran importància pel fet que es troben fora de la xarxa elèctrica i requereixen altes autonomies energètiques. Per això la recerca s'ha centrat també en l'anàlisi de les modulacions de banda estreta i de la modulació OFDM a molt baixes potències (menors de 6 W). Finalment, per a augmentar més la robustesa de la modulació, s'ha analitzat el comportament de les modulacions de banda estreta i la modulació OFDM fent ús de tècniques de diversitat de polarització com SC (Selection Combining) i EGC (Equal-Gain Combining) en un enllaç SIMO (Single Input Multiple Output) per a rebre les ones ordinària i extraordinària