Redes no terrestres más allá del 5G para la provisión conjunta de comunicación y posicionamiento directo al dispositivo: Parte 2 - análisis del rendimiento del sistema

Por qué tu teléfono necesita más que el GPS

La vida moderna depende en gran medida de los satélites, desde las aplicaciones de mapas hasta los servicios de emergencia. Pero los principales sistemas de navegación actuales —los conocidos Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) similares al GPS— son cada vez más vulnerables a interferencias, suplantaciones y cortes de servicio. Este artículo explora cómo una nueva generación de satélites de órbita baja (LEO), que se mueven rápidamente, podría a la vez ofrecer conectividad móvil y localización precisa directamente a teléfonos ordinarios y pequeños dispositivos, creando una copia de seguridad robusta cuando fallan la navegación tradicional o las redes terrestres.

Nuevos satélites que comunican y localizan

El estudio se basa en trabajos previos que propusieron varias maneras de usar las “redes no terrestres” LEO para proporcionar tanto comunicación como posicionamiento a dispositivos de mano y del Internet de las Cosas (IoT). A diferencia de los GNSS actuales, estos satélites están diseñados para trabajar en conjunto con estándares móviles como el 5G y sus sucesores. La misma plataforma espacial enviaría dos tipos de señales: datos de alto rendimiento para mensajería y acceso a internet, y señales de referencia diseñadas específicamente para permitir que el dispositivo del usuario mida tiempo y distancia con alta precisión. El desafío central es que lo que hace que una red de satélites sea excelente para datos —haz estrechos y potentes dirigidos a áreas concretas— tiende a ir en contra de la cobertura amplia y superpuesta necesaria para un posicionamiento preciso.

Equilibrar velocidad, cobertura y precisión

Para entender si este equilibrio es alcanzable en la práctica, los autores realizan análisis detallados de rendimiento en lugar de basarse en conceptos de alto nivel. Primero modelan cómo se comportan las señales de referencia para posicionamiento cuando son emitidas simultáneamente por muchos satélites LEO en rápido movimiento, y cómo estas señales interfieren con el canal de datos habitual. Al simular el flujo de bits a través del sistema radio y compararlo con un conocido modelo de “ruido gaussiano”, confirman que la mezcla compleja de señales de múltiples satélites puede tratarse como ruido de fondo ordinario en el diseño del sistema. Esto les permite construir presupuestos de enlace realistas —teniendo en cuenta potencia satelital, antenas, pérdidas en radio e interferencias— y predecir tanto las tasas de datos como los errores en la medición de distancia para dispositivos de usuario típicos.

Tres maneras de compartir los satélites

El artículo evalúa tres arquitecturas representativas. En la primera, señales IoT de banda estrecha y señales de medición simples comparten una única carga útil, ofreciendo tasas de datos modestas pero localizando a los usuarios dentro de unas pocas decenas de metros —suficiente para los requisitos de llamadas de emergencia en Europa incluso en condiciones de recepción difíciles. La segunda arquitectura añade una señal adicional más avanzada —similar a 5G New Radio— además del servicio IoT. Aquí, los satélites LEO proporcionan tanto conectividad IoT básica como una señal de posicionamiento de mayor ancho de banda que también puede ayudar a una red comercial 5G‑desde‑el‑espacio independiente. Con una compartición cuidadosa de la potencia, la función de posicionamiento añadida apenas afecta al rendimiento de la comunicación, y aun así los errores horizontales se reducen hasta alrededor de tres metros. La tercera arquitectura va más allá, usando una constelación de estilo 5G completa que transporta comunicación de banda ancha y mediciones de alta precisión juntas; esto ofrece precisión a nivel de metro dedicando solo una fracción pequeña de la potencia del satélite al posicionamiento.

De las simulaciones a la cobertura del mundo real

Más allá de los enlaces individuales, los autores simulan constelaciones enteras —cientos de satélites LEO orbitando la Tierra— para ver qué tan bien podría cubrirse Europa a lo largo del tiempo. Para cada uno de miles de usuarios virtuales y en muchos instantes del día, calculan qué satélites son visibles, cuán fuertes serían las señales y cómo la geometría afecta al error. Los resultados muestran que incluso con desvanecimiento realista, sombreado por edificios o relieve y efectos ionosféricos, los sistemas propuestos pueden mantener los errores de posición horizontal muy por dentro de los límites reglamentarios para llamadas de emergencia y operaciones de seguridad pública. En los diseños más capaces, los usuarios reciben datos y posicionamiento de forma robusta desde múltiples satélites simultáneamente, haciendo que el servicio combinado sea resistente tanto a fallos individuales de satélites como a interferencias locales.

Qué significa esto para los usuarios cotidianos

Para los no expertos, la conclusión clave es que las futuras constelaciones de satélites LEO podrían actuar como algo más que torres celulares en el espacio. Con un reparto cuidadosamente diseñado de la potencia y los recursos radioeléctricos, la misma red que te da cobertura en zonas remotas también podría indicarte dónde estás con precisión a nivel de metros, incluso si el GNSS está interferido o las redes terrestres están dañadas. Los presupuestos de enlace y las simulaciones a gran escala del estudio sugieren que dichos sistemas integrados de comunicación y posicionamiento son técnicamente viables usando evoluciones de los estándares 5G existentes. Próximas misiones de demostración europeas pretenden confirmar estos hallazgos en órbita, acercándonos a un mundo en el que tu teléfono pueda mantenerse conectado y ubicado con precisión casi en cualquier lugar del planeta.

Cita: De Gaudenzi, R., Grec, FC., Giordano, P. et al. Beyond 5G non terrestrial networks for direct-to-device joint communication and positioning services provision: Part 2 - system performance analysis. npj Wirel. Technol. 2, 17 (2026). https://doi.org/10.1038/s44459-026-00038-x

Palabras clave: posicionamiento por satélite LEO, redes no terrestres, directo al dispositivo, 5G NTN, resiliencia GNSS