Proceedings of the Third International Mobile Satellite Conference (IMSC 1993)

Satellite-based mobile communications systems provide voice and data communications to users over a vast geographic area. The users may communicate via mobile or hand-held terminals, which may also provide access to terrestrial cellular communications services. While the first and second International Mobile Satellite Conferences (IMSC) mostly concentrated on technical advances, this Third IMSC also focuses on the increasing worldwide commercial activities in Mobile Satellite Services. Because of the large service areas provided by such systems, it is important to consider political and regulatory issues in addition to technical and user requirements issues. Topics covered include: the direct broadcast of audio programming from satellites; spacecraft technology; regulatory and policy considerations; advanced system concepts and analysis; propagation; and user requirements and applications

Intelligent Sensor Networks

In the last decade, wireless or wired sensor networks have attracted much attention. However, most designs target general sensor network issues including protocol stack (routing, MAC, etc.) and security issues. This book focuses on the close integration of sensing, networking, and smart signal processing via machine learning. Based on their world-class research, the authors present the fundamentals of intelligent sensor networks. They cover sensing and sampling, distributed signal processing, and intelligent signal learning. In addition, they present cutting-edge research results from leading experts

Journal of Telecommunications and Information Technology, 2009, nr 4

kwartalni

Cognition procedures for optical network design and optimization

Telecom carriers have to adapt their networks to accommodate a growing volume of users, services and traffic. Thus, they have to search a continuous maximization of efficiency and reduction in costs. This thesis identifies an opportunity to accomplish this aim by reducing operation margins applied in the optical link power budgets, in optical transport networks. From an operational perspective, margin reduction will lead to a fall of the required investments on transceivers in the whole transport network. Based on how human learn, a cognitive approach is introduced and evaluated to reduce the System Margin. This operation margin takes into account, among other constraints, the long-term ageing process of the network infrastructure. Telecom operators normally apply a conservative and fixed value established during the design and commissioning phases. The cognitive approach proposes a flexible and variable value, adapted to the network conditions. It is based on the case-based reasoning machine learning technique, which has been further developped. Novel learning schemes are presented and evaluated. The cognition solution proposes a new lower launched power guaranteeing the quality of service of the new incoming lightpath. It will lead to provide transmission power savings with appropiate success rates when applying the cognitive approach. To this end, it relies on transmission values applied in past and successful similar network situations. They are stored in a knowledge base or memory of the system. Moreover, regarding the knowledge base, a static and a dynamic approaches have been developped and presented. In the last case, five new dynamic learning algorithms are presented and evaluated. In the static context, savings in transmission power up to 48% are achieved and the resulting System Margin reduction. Furthermore, the dynamic renewal of the knowledge base improves mean savings in launched power up to 7% or 18% with respect to the static approach, depending on the path. Thus, the cognitive approach appears as useful to be applied in commercial optical transport networks with the aim of reducing the operational System Margin.Los operadores de telecomunicaciones tienen que adaptar constantemente sus redes para acoger el volumen creciente de usuarios, servicios y tráfico asociado. Han de buscar constantemente una maximización de la eficiencia en la operación, así como una reducción continua de costes. Esta tesis identifica una oportunidad para alcanzar este objetivo por medio de la reducción de los márgenes operacionales aplicados en los balances de potencia en una red óptica de transporte. Desde un punto de vista operacional, la reducción de márgenes operativos conlleva una optimización de las inversiones requeridas en transceivers, entre otros puntos. Así, basándonos en cómo aprendemos los humanos, se introduce y evalúa una aproximación cognitiva para reducir el System Margin. Este margen operativo se introduce en el balance de potencia, entre otros puntos, para compensar el proceso de envejecimiento a largo plazo de la infraestrcutura de red. Los operadores emplean normalmente un valor fijo y conservador, que se establece durante el diseño y comisionado de la red. Nuestra aproximación cognitiva propone en su lugar un valor flexible y variable, que se adapta a las condiciones de red actuales. Se basa en la técnica de machine learning conocida como case-based reasoning, que se desarrolla más profundamente. Se han propuesto y evaluado nuevos esquemas de aprendizaje. La solución cognitiva propone un nuevo valor más bajo de potencia transmitida, que garantiza la calidad de servicio requerida por el nuevo lighpath entrante. La propuesta logra ahorros en la potencia transmitida, a la vez que garantiza una tasa de éxito correcta cuando aplicamos esta solución cognitiva. Para ello, se apoya en la potencia transmitida en situaciones pasadas y similares a la actual, donde se transmitió una potencia que aseguró el correcto establecimiento del lighpath. Esta información se almacena en una base de conocimiento. En este sentido, se han desarrollado y presentado dos aproximaciones: una base de conocimiento estática y otra dinámica. En el caso del contexto dinámico, se han desarrollado y evaluado cinco nuevos algoritmos de aprendizaje. En el contexto estático, se consigue un ahorro en potencia de hasta un 48%, con la correspondiente reducción del System Margin. En el contexto dinámico, la actualización online de la base de conocimiento proporciona adicionalmente una ganancia en potencia transmitida con respecto a la aproximación estática de hasta un 7% o un 18%, dependiendo de la ruta. De esta forma se comprueba que la propuesta cognitiva se revela como útil y aplicable sobre una red óptica de transporte comercial con el objetivo de reducir el margen operativo conocido como System Margin.Postprint (published version

Cognition procedures for optical network design and optimization

Telecom carriers have to adapt their networks to accommodate a growing volume of users, services and traffic. Thus, they have to search a continuous maximization of efficiency and reduction in costs. This thesis identifies an opportunity to accomplish this aim by reducing operation margins applied in the optical link power budgets, in optical transport networks. From an operational perspective, margin reduction will lead to a fall of the required investments on transceivers in the whole transport network. Based on how human learn, a cognitive approach is introduced and evaluated to reduce the System Margin. This operation margin takes into account, among other constraints, the long-term ageing process of the network infrastructure. Telecom operators normally apply a conservative and fixed value established during the design and commissioning phases. The cognitive approach proposes a flexible and variable value, adapted to the network conditions. It is based on the case-based reasoning machine learning technique, which has been further developped. Novel learning schemes are presented and evaluated. The cognition solution proposes a new lower launched power guaranteeing the quality of service of the new incoming lightpath. It will lead to provide transmission power savings with appropiate success rates when applying the cognitive approach. To this end, it relies on transmission values applied in past and successful similar network situations. They are stored in a knowledge base or memory of the system. Moreover, regarding the knowledge base, a static and a dynamic approaches have been developped and presented. In the last case, five new dynamic learning algorithms are presented and evaluated. In the static context, savings in transmission power up to 48% are achieved and the resulting System Margin reduction. Furthermore, the dynamic renewal of the knowledge base improves mean savings in launched power up to 7% or 18% with respect to the static approach, depending on the path. Thus, the cognitive approach appears as useful to be applied in commercial optical transport networks with the aim of reducing the operational System Margin.Los operadores de telecomunicaciones tienen que adaptar constantemente sus redes para acoger el volumen creciente de usuarios, servicios y tráfico asociado. Han de buscar constantemente una maximización de la eficiencia en la operación, así como una reducción continua de costes. Esta tesis identifica una oportunidad para alcanzar este objetivo por medio de la reducción de los márgenes operacionales aplicados en los balances de potencia en una red óptica de transporte. Desde un punto de vista operacional, la reducción de márgenes operativos conlleva una optimización de las inversiones requeridas en transceivers, entre otros puntos. Así, basándonos en cómo aprendemos los humanos, se introduce y evalúa una aproximación cognitiva para reducir el System Margin. Este margen operativo se introduce en el balance de potencia, entre otros puntos, para compensar el proceso de envejecimiento a largo plazo de la infraestrcutura de red. Los operadores emplean normalmente un valor fijo y conservador, que se establece durante el diseño y comisionado de la red. Nuestra aproximación cognitiva propone en su lugar un valor flexible y variable, que se adapta a las condiciones de red actuales. Se basa en la técnica de machine learning conocida como case-based reasoning, que se desarrolla más profundamente. Se han propuesto y evaluado nuevos esquemas de aprendizaje. La solución cognitiva propone un nuevo valor más bajo de potencia transmitida, que garantiza la calidad de servicio requerida por el nuevo lighpath entrante. La propuesta logra ahorros en la potencia transmitida, a la vez que garantiza una tasa de éxito correcta cuando aplicamos esta solución cognitiva. Para ello, se apoya en la potencia transmitida en situaciones pasadas y similares a la actual, donde se transmitió una potencia que aseguró el correcto establecimiento del lighpath. Esta información se almacena en una base de conocimiento. En este sentido, se han desarrollado y presentado dos aproximaciones: una base de conocimiento estática y otra dinámica. En el caso del contexto dinámico, se han desarrollado y evaluado cinco nuevos algoritmos de aprendizaje. En el contexto estático, se consigue un ahorro en potencia de hasta un 48%, con la correspondiente reducción del System Margin. En el contexto dinámico, la actualización online de la base de conocimiento proporciona adicionalmente una ganancia en potencia transmitida con respecto a la aproximación estática de hasta un 7% o un 18%, dependiendo de la ruta. De esta forma se comprueba que la propuesta cognitiva se revela como útil y aplicable sobre una red óptica de transporte comercial con el objetivo de reducir el margen operativo conocido como System Margin

Mobile Robots Navigation

Mobile robots navigation includes different interrelated activities: (i) perception, as obtaining and interpreting sensory information; (ii) exploration, as the strategy that guides the robot to select the next direction to go; (iii) mapping, involving the construction of a spatial representation by using the sensory information perceived; (iv) localization, as the strategy to estimate the robot position within the spatial map; (v) path planning, as the strategy to find a path towards a goal location being optimal or not; and (vi) path execution, where motor actions are determined and adapted to environmental changes. The book addresses those activities by integrating results from the research work of several authors all over the world. Research cases are documented in 32 chapters organized within 7 categories next described

Human Body Scattering Effects at Millimeter Waves Frequencies for Future 5G Systems and Beyond

[ES] Se espera que las futuras comunicaciones móviles experimenten una revolución técnica que vaya más allá de las velocidades de datos de Gbps y reduzca las latencias de las velocidades de datos a niveles muy cercanos al milisegundo. Se han investigado nuevas tecnologías habilitadoras para lograr estas exigentes especificaciones. Y la utilización de las bandas de ondas milimétricas, donde hay mucho espectro disponible, es una de ellas. Debido a las numerosas dificultades técnicas asociadas a la utilización de esta banda de frecuencias, se necesitan complicados modelos de canal para anticipar las características del canal de radio y evaluar con precisión el rendimiento de los sistemas celulares en milimétricas. En concreto, los modelos de propagación más precisos son los basados en técnicas de trazado de rayos deterministas. Pero estas técnicas tienen el estigma de ser computacionalmente exigentes, y esto dificulta su uso para caracterizar el canal de radio en escenarios interiores complejos y dinámicos. La complejidad de la caracterización de estos escenarios depende en gran medida de la interacción del cuerpo humano con el entorno radioeléctrico, que en las ondas milimétricas suele ser destructiva y muy impredecible. Por otro lado, en los últimos años, la industria de los videojuegos ha desarrollado potentes herramientas para entornos hiperrealistas, donde la mayor parte de los avances en esta emulación de la realidad tienen que ver con el manejo de la luz. Así, los motores gráficos de estas plataformas se han vuelto cada vez más eficientes para manejar grandes volúmenes de información, por lo que son ideales para emular el comportamiento de la propagación de las ondas de radio, así como para reconstruir un escenario interior complejo. Por ello, en esta Tesis se ha aprovechado la capacidad computacional de este tipo de herramientas para evaluar el canal radioeléctrico milimétricas de la forma más eficiente posible. Esta Tesis ofrece unas pautas para optimizar la propagación de la señal en milimétricas en un entorno interior dinámico y complejo, para lo cual se proponen tres objetivos principales. El primer objetivo es evaluar los efectos de dispersión del cuerpo humano cuando interactúa con el canal de propagación. Una vez evaluado, se propuso un modelo matemático y geométrico simplificado para calcular este efecto de forma fiable y rápida. Otro objetivo fue el diseño de un reflector pasivo modular en milimétricas, que optimiza la cobertura en entornos de interior, evitando la interferencia del ser humano en la propagación. Y, por último, se diseñó un sistema de apuntamiento del haz predictivo en tiempo real, para que opere con el sistema de radiación en milimétricas, cuyo objetivo es evitar las pérdidas de propagación causadas por el cuerpo humano en entornos interiores dinámicos y complejos.[CA] S'espera que les futures comunicacions mòbils experimenten una revolució tècnica que vaja més enllà de les velocitats de dades de Gbps i reduïsca les latències de les velocitats de dades a nivells molt pròxims al milisegundo. S'han investigat noves tecnologies habilitadoras per a aconseguir estes exigents especificacions. I la utilització de les bandes d'ones millimètriques, on hi ha molt espectre disponible, és una d'elles. A causa de les nombroses dificultats tècniques associades a la utilització d'esta banda de freqüències, es necessiten complicats models de canal per a anticipar les característiques del canal de ràdio i avaluar amb precisió el rendiment dels sistemes cellulars en millimètriques. En concret, els models de propagació més precisos són els basats en tècniques de traçat de rajos deterministes. Però estes tècniques tenen l'estigma de ser computacionalment exigents, i açò dificulta el seu ús per a caracteritzar el canal de ràdio en escenaris interiors complexos i dinàmics. La complexitat de la caracterització d'estos escenaris depén en gran manera de la interacció del cos humà amb l'entorn radioelèctric, que en les ones millimètriques sol ser destructiva i molt impredicible. D'altra banda, en els últims anys, la indústria dels videojocs ha desenrotllat potents ferramentes per a entorns hiperrealistes, on la major part dels avanços en esta emulació de la realitat tenen a veure amb el maneig de la llum. Així, els motors gràfics d'estes plataformes s'han tornat cada vegada més eficients per a manejar grans volums d'informació, per la qual cosa són ideals per a emular el comportament de la propagació de les ones de ràdio, així com per a reconstruir un escenari interior complex. Per això, en esta Tesi s'ha aprofitat la capacitat computacional d'este tipus de ferramentes per a avaluar el canal radioelèctric millimètriques de la manera més eficient possible. Esta Tesi oferix unes pautes per a optimitzar la propagació del senyal en millimètriques en un entorn interior dinàmic i complex, per a la qual cosa es proposen tres objectius principals. El primer objectiu és avaluar els efectes de dispersió del cos humà quan interactua amb el canal de propagació. Una vegada avaluat, es va proposar un model matemàtic i geomètric simplificat per a calcular este efecte de forma fiable i ràpida. Un altre objectiu va ser el disseny d'un reflector passiu modular en millimètriques, que optimitza la cobertura en entorns d'interior, evitant la interferència del ser humà en la propagació, per a així evitar pèrdues de propagació addicionals. I, finalment, es va dissenyar un sistema d'apuntament del feix predictiu en temps real, perquè opere amb el sistema de radiació en millimètriques, l'objectiu del qual és evitar les pèrdues de propagació causades pel cos humà en entorns interiors dinàmics i complexos.[EN] Future mobile communications are expected to experience a technical revolution that goes beyond Gbps data rates and reduces data rate latencies to levels very close to a millisecond. New enabling technologies have been researched to achieve these demanding specifications. The utilization of mmWave bands, where a lot of spectrum is available, is one of them. Due to the numerous technical difficulties associated with using this frequency band, complicated channel models are necessary to anticipate the radio channel characteristics and to accurately evaluate the performance of cellular systems in mmWave. In particular, the most accurate propagation models are those based on deterministic ray tracing techniques. But these techniques have the stigma of being computationally intensive, and this makes it difficult to use them to characterize the radio channel in complex and dynamic indoor scenarios. The complexity of characterizing these scenarios depends largely on the interaction of the human body with the radio environment, which at mmWaves is often destructive and highly unpredictable. On the other hand, in recent years, the video game industry has developed powerful tools for hyper-realistic environments, where most of the progress in this reality emulation has to do with the handling of light. Therefore, the graphic engines of these platforms have become more and more efficient to handle large volumes of information, becoming ideal to emulate the radio wave propagation behavior, as well as to reconstruct a complex interior scenario. Therefore, in this Thesis one has taken advantage of the computational capacity of this type of tools to evaluate the mmWave radio channel in the most efficient way possible. This Thesis offers some guidelines to optimize the signal propagation in mmWaves in a dynamic and complex indoor environment, for which three main objectives are proposed. The first objective has been to evaluate the scattering effects of the human body when it interacts with the propagation channel. Once evaluated, a simplified mathematical and geometrical model has been proposed to calculate this effect in a reliable and fast way. Another objective has been the design of a modular passive reflector in mmWaves, which optimizes the coverage in indoor environments, avoiding human interference in the propagation, in order to avoid its harmful scattering effects. And finally, a real-time predictive beam steering system has been designed for the mmWaves radiation system, in order to avoid propagation losses caused by the human body in dynamic and complex indoor environments.Romero Peña, JS. (2022). Human Body Scattering Effects at Millimeter Waves Frequencies for Future 5G Systems and Beyond [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/19132