Redes no terrestres más allá del 5G para la provisión conjunta de servicios de comunicación y posicionamiento directo al dispositivo: Parte I—escenarios y arquitecturas del sistema

Por qué la localización de tu teléfono puede no ser siempre fiable

La mayoría damos por sentado que nuestros teléfonos pueden ubicarnos en un mapa en segundos. Pero los sistemas satelitales que lo hacen posible, como el GPS y Galileo, pueden ser interferidos, suplantados o simplemente bloqueados por edificios y el terreno. Este artículo explora cómo una nueva generación de satélites en órbita terrestre baja podría combinarse con señales inalámbricas de tipo 5G para proporcionar a nuestros teléfonos tanto conectividad fiable como un método de respaldo para localizarnos, incluso cuando fallen los sistemas de navegación tradicionales o las redes terrestres.

Nuevos satélites más cercanos a la Tierra

Los satélites de navegación actuales orbitan muy alto sobre la Tierra, lo que hace que sus señales lleguen débiles y sean vulnerables a interferencias al alcanzar el suelo. Los autores describen una alternativa emergente: enjambres de satélites que vuelan mucho más cerca, en órbita terrestre baja. Al estar más próximos y moverse rápidamente por el cielo, estos satélites pueden ofrecer señales más fuertes, ángulos de visión más variados y mejor cobertura en lugares donde los sistemas tradicionales tienen dificultades, como calles urbanas con edificios altos o regiones de alta latitud. La contrapartida es que estos satélites de baja órbita pasan rápidamente por encima, provocando cambios rápidos en los retardos y desplazamientos en frecuencia que complican la sincronización y el posicionamiento preciso.

Por qué importan la localización y la mensajería de respaldo

El artículo comienza examinando situaciones reales donde un servicio de localización más resistente resulta crucial. La seguridad pública encabeza la lista: los equipos de rescate necesitan localizaciones precisas de quienes llaman desde montañas, océanos o zonas de desastre donde las torres de telefonía están caídas y los satélites de navegación pueden estar interferidos. Los organismos de normalización ya definen objetivos, como conocer la posición de un llamante con decenas de metros de precisión para la mayoría de las emergencias. Los autores muestran cómo una capa satelital de baja órbita que utilice las frecuencias móviles-satélite existentes podría ofrecer servicios sencillos pero vitales, como mensajería de emergencia bidireccional y posicionamiento de respaldo, alcanzando a personas muy alejadas del alcance de las redes celulares actuales.

Más allá de las emergencias: mundos conectados y más inteligentes

Después, el artículo examina usos comerciales ligados a la evolución hacia el 6G. Muchos dispositivos futuros—desde sensores agrícolas y contenedores de transporte hasta drones y aeronaves—necesitarán conectividad y localización constantes, incluso lejos de las ciudades. Algunos aparatos de bajo coste carecen de receptores de navegación integrados o deben ahorrar batería limitando su uso. Los autores destacan que las redes no terrestres de estilo 5G, donde los satélites se comunican directamente con teléfonos normales o dispositivos del Internet de las Cosas, podrían cubrir esa necesidad. Sin embargo, crear un sistema que ofrezca simultáneamente altas tasas de datos y posicionamiento preciso no es sencillo: la comunicación favorece haces muy focalizados y un intenso reuso de frecuencias, mientras que el posicionamiento se beneficia de cobertura amplia y señales procedentes de múltiples satélites a la vez.

Ingeniería frente a las particularidades del espacio

El núcleo del artículo es un conjunto de principios de diseño para compartir recursos satelitales entre comunicación y posicionamiento. Los satélites de baja órbita provocan grandes y rápidos desplazamientos Doppler, que rompen los patrones de temporización cuidadosamente diseñados que usan hoy las señales de posicionamiento 5G terrestres. Los autores proponen adaptar estas señales para que puedan transmitirse más como balizas continuas de baja potencia repartidas por toda la rejilla radioeléctrica, permitiendo a los receptores identificar el código único de cada satélite incluso en presencia de interferencias. También analizan formas inteligentes de hacer que varios satélites iluminen la misma área para posicionamiento, conservando al mismo tiempo suficientes haces estrechos y potencia radioeléctrica para el tráfico de datos. Esto incluye compartir espectro en frecuencia, reducir la potencia de señales de medición especiales y reutilizar las mismas antenas y electrónica satelitales para ambas funciones.

Tres diseños candidatos en el espacio

Partiendo de estas ideas, los autores proponen tres arquitecturas concretas de sistema satelital. La primera se centra en servicios IoT de banda estrecha: un único haz de amplia cobertura proporciona tanto mensajería como posicionamiento aproximado usando señales de medida actualizadas, con distintas formas de gestionar tiempo, frecuencia y potencia. La segunda combina esto con una constelación satelital 5G separada y de mayor capacidad, donde una capa delgada de señales de posicionamiento se superpone al servicio de comunicación más amplio para ofrecer una precisión de navegación comparable a la de los sistemas globales actuales. La tercera arquitectura integra todo en una única red satelital 5G potente que usa muchos haces pequeños para datos más un haz amplio separado para señales de temporización precisas, todo ello sostenido por un reloj a bordo muy estable referenciado a los satélites de navegación existentes.

Qué significa esto para los usuarios cotidianos

En términos sencillos, el artículo muestra que las redes satelitales diseñadas para conectar teléfonos y sensores también pueden ajustarse para informar a esos dispositivos de su posición, sin depender únicamente de las constelaciones de navegación actuales o de las torres terrestres. Mediante el modelado cuidadoso de los haces, el uso compartido de frecuencias y el ajuste de cómo se emiten las señales de temporización especiales, los satélites de baja órbita podrían convertirse en una capa de respaldo robusta tanto para comunicación como para posicionamiento. Si estas arquitecturas se adoptan y refinan, los futuros smartphones y dispositivos conectados podrían seguir enviando mensajes y compartiendo sus ubicaciones con rescatadores, pilotos u operadores logísticos—even cuando los sistemas convencionales estén degradados o no disponibles.

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 I—system scenarios and architectures. npj Wirel. Technol. 2, 16 (2026). https://doi.org/10.1038/s44459-026-00047-w

Palabras clave: satélites en órbita terrestre baja, redes no terrestres 5G, posicionamiento por satélite, comunicaciones de seguridad pública, directo al dispositivo