FIERCE: Mejorar las comunicaciones del Internet of Everything aerotransportado

El objetivo principal del proyecto FIERCE es integrar de forma segura y eficiente los drones en las redes de comunicación existentes, y contribuir al desarrollo sostenible de su ecosistema. El proyecto tiene un enfoque dual, es decir, pretende mejorar las comunicaciones, tanto desde los drones hacia la infraestructura (U2I/A2G, UAV to infrastructure/Air to Ground) como entre drones (U2U/A2A, UAV to UAV/Air to Air). En el proyecto se diseñará, analizará y optimizará la integración de drones en redes celulares, y se estudiarán y mejorarán especialmente las comunicaciones A2A y A2G para garantizar su escalabilidad y fiabilidad. 

FIERCE se enmarca en el contexto del Internet of Everything (IoE), desde el que se pretende satisfacer las expectativas de escalabilidad, inteligencia y diversidad en la comunicación inalámbrica.

El proyecto consta de dos fases distintas, cada una de ellas con enfoques específicos:

La primera fase se centra en la obtención de información y el desarrollo y evaluación de herramientas teóricas, análisis de diferentes modelos de comunicación (como el análisis y la planificación de radio en 3D, el estudio de estrategias de gestión de recursos radio o la investigación sobre requisitos de latencia e interferencias para operaciones remotas de drones), y la caracterización de dispositivos reales. Durante esta fase, se trabajará también en el diseño del sistema de manera iterativa (recopilación de datos, utilización de herramientas de simulación y optimización). 

En la segunda fase, se aplicará el conocimiento obtenido a través de pruebas en prototipos de laboratorio, y se implementarán soluciones realistas. En este sentido, una parte importante de las actividades se dedicará a la implementación y a aspectos relacionados con el hardware haciendo uso de un recurso único como es el DroneLab de Castelldefels.

En el marco del proyecto, la base será la tecnología 5G, pero se aplicarán conceptos más avanzados como el 3D beamforming –permitiendo enfocar la señal hacia el receptor no sólo en horizontal, sino también en vertical– para maximizar el rendimiento a lo largo de las vías aéreas, y se estudiarán compromisos entre el uso de MU-MIMO –uso de varias antenas para optimizar la cobertura y velocidad de múltiples usuarios– con haces muy estrechos para conseguir una alta capacidad en tierra y topologías que reducen la selectividad horizontal.

En el ámbito del IoE, participarán otras tecnologías como Bluetooth, LoRa y similares. Además, se explorarán algoritmos de gestión de recursos basados en IA y estrategias de energía inteligente para minimizar la latencia y la interferencia en escenarios IoE masivos.

El proyecto FIERCE está alineado con la estrategia y los objetivos de la Comisión Europea "Estrategia Europea para los Drones 2.0" adoptada en noviembre de 2022. Teniendo en cuenta que el mercado actual de drones tiene un enorme potencial de crecimiento, con una demanda europea estimada en más de 15 mil millones de euros al año para 2050, lo que representa el 10% del mercado de la aviación, se espera que las operaciones civiles de drones, ya sea a través de agencias gubernamentales o empresas comerciales, generen la mayor parte de este crecimiento económico.

FIERCE contribuirá a impulsar la competitividad de España y Europa en las comunicaciones móviles y con drones. Los resultados esperados, como el diseño de algoritmos de inteligencia artificial, emuladores de hardware y la publicación de extensos conjuntos de datos de medidas, podrán servir a proveedores de tecnología móvil, operadores de red y fabricantes de drones, así como a otras empresas más pequeñas que ofrecen soluciones para el IoT / IoE. 

Presupuesto y financiación

El proyecto está dotado de un presupuesto total de 143.750 €, y ha sido financiado a través del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2021-2023 (Agencia Estatal de Investigación). Tiene una duración de 3 años (2023-2026).