GPU Acceleration and Game Engines for Wireless Channel Estimation in Millimeter Waves

In this article, the intended purpose is to show an innovative technique for estimating the MIMO channel at millimeter wave bands, candidates for mobile 5G technology, by using hardware acceleration, game engines and heuristic algorithms applied to optical ray launching techniques. To verify the performance of the ray launching tool, the normalized Power Delay Profile (PDP) was simulated. The channel was analyzed using the mean square delay error (RMS), the average value of the delay (MD) and the basic propagation loss (PL). The results obtained in computational precision and time were compared with those of a traditional ray tracing tool simulation programmed in MATLAB and with the measurements made in the 57 to 66 GHz range in a specialized laboratory. The results show that the presented technique becomes efficiently profitable from a small number of simulated events (reflections, diffractions).This work was supported by the Vicerrectoría de Investigación of the Universidad del Magdalena by FONCIENCIAS 2018 announcement. This research was funded by COLCIENCIAS GRANT, grant number 528/2012

Estimación de canal MIMO en ondas milimétricas mediante motores de juegos y aceleración por hardware

En este libro, producto de los resultados obtenidos en la investigación de canal inalámbrico, se presenta una nueva forma de estimar los sistemas MIMO en ambientes de interior. Se utiliza la técnica óptica del lanzado de rayos bajo el método de fuerza bruta. Dicha práctica no ha sido ampliamente empleada debido a los grandes consumos computacionales, sin embargo, para resolver este problema se emplea un motor de juegos y la aceleración por hardware mediante tarjetas gráficas

Estimación de canal MIMO en ondas milimétricas mediante motores de juegos y aceleración por hardware

En este libro, producto de los resultados obtenidos en la investigación de canal inalámbrico, se presenta una nueva forma de estimar los sistemas MIMO en ambientes de interior. Se utiliza la técnica óptica del lanzado de rayos bajo el método de fuerza bruta. Dicha práctica no ha sido ampliamente empleada debido a los grandes consumos computacionales, sin embargo, para resolver este problema se emplea un motor de juegos y la aceleración por hardware mediante tarjetas gráficas

Evaluación de un sistema de comunicación óptico empleando modulación por desplazamiento de fase QPSK, 8PSK y 16PSK utilizando la técnica FDM.

This article presents the approach of an optical communication system; starting from the signal source, modulation generation and data sending through the channel. The data is modulated using phase shift keying (PSK), using the frequency division multiplexing (FDM) technique. The performance of the optical communications system is analyzed by comparing the Q-PSK, 8-PSK and 16-PSK modulation formats. The following evaluation tools are used: modulation error rate (MER) and vector magnitude error measurement (EVM). It is concluded that the average value in MER for 16-PSK is 41% higher than in Q-PSK and 8-PSK. Likewise, the EVM error is 49% lower compared to QPSK and 8-PSK, showing that the 16-PSK format generates a higher performance and quality in the transmission of information for this type of systems.En este artículo se presenta el planteamiento de un sistema de comunicaciones óptico; partiendo desde el origen de la señal,generación de la modulación y el envío de datos por el canal. Se modulan los datos usando modulación por desplazamiento de fase (PSK, de phase shift keying), empleando la técnica de multiplexación por división de frecuencia (FDM). Se analiza el rendimiento del sistema de comunicaciones óptico realizando una comparación entre los formatos de modulación Q-PSK, 8-PSK y 16-PSK. Como herramienta de evaluación se emplean: la tasa de error de modulación (MER, modulation error rate) y la medición del error de la magnitud del vector (EVM, error vector magnitude). Se concluye que el valor el valor promedio en MER para 16-PSK está en un 41% mayor que en Q-PSK y 8-PSK.Asimismo, el error EVM es 49% menor comparado con Q-PSK y 8-PSK, arrojando que el formato 16-PSK genera un mayor rendimiento y calidad en la transmisión de información para este tipo de sistemas

Tienda virtual de comercio móvil

El Grupo de Investigación y Desarrollo en Telecomunicaciones GIDT ha desarrollado el proyecto de creación de la plataforma de una Tienda Virtual para ser accedida por dispositivos móviles a través del Protocolo para Aplicaciones Inalámbricas (Wireless Applications Protocol, WAP), con la característica de envío de mensajes a los teléfonos de los clientes; estos mensajes son creados automáticamente por la aplicación. La plataforma elaborada de la Tienda Virtual integra las comunicaciones móviles celulares con el comercio electrónico, permitiendo a los usuarios de la telefonía móvil celular realizar consultas y procedimientos de compra desde el teléfono celular. Este artículo enuncia el marco de referencia, la descripción, el procedimiento y las conclusiones sobre la implementación de una Tienda Virtual de venta de libros denominada Libros WAP, como aplicación específica de la plataforma de una Tienda Virtual para dispositivos móviles.Palabras Clave: WAP;Notificaciones; MySQL, Java; WML

Measures based calibration of 3D ray-tracing models in Andean outdoor environments

En este artículo se investiga el efecto que produce la optimización de los valores de permitividad para calles, paredes y techos de edificios, con relación a la precisión en la estimación de las pérdidas de propagación en un entorno exterior andino utilizando la técnica de trazado de rayos en 3D.Para obtener un modelo viable del escenario tridimensional, es generalizado tomar los valores de sus propiedades desde investigaciones realizadas por otros autores, en donde se caracterizan materiales típicos de otras ciudades, y a menudo la banda de frecuencias de operación no corresponde con la banda de frecuencias utilizadas en la caracterización. Para analizar la dependencia del valor de la pérdida de camino con respecto a la permitividad de los materiales, estimamos las pérdidas de propagación para diferentes valores de permitividad en los materiales y calculamos las estadísticas de error con respecto a medidas realizadas en el escenario COST de Cali (Colombia), típico de la región andina. Finalmente, optimizamos los valores de la permitividad y obtenemos un modelo del ambiente tridimensional que mejora el desempeño del trazado de rayos en la estimación de las pérdidas de propagación.Due to the complexity of a real situation, estimation of path loss using the ray-tracing method usually assumes one or three large classes of homogeneous materials to represent the building walls, building roofs and street floors in order to have a viable model of the 3D environment. However, in a real case, an outdoor environment consists of many buildings and streets made of heterogeneous materials. Additionally, the characterizations of these classes of materials are usually taken from research of other authors with specific materials on site and often not done for the frequency band of operation. We analyze the behavior of the statistical variation of standard deviation, correlation coefficient and the average error between the values of estimated and measured path loss data when considering various values of permittivity of these three classes. Finally, we adjust the values of permittivity, obtaining a reasonable improvement of ray tracing to estimate the path-loss

Modelado de canal inalámbrico empleando técnicas de trazado de rayos: Una revisión sistemática

This paper presents an analysis of the research conducted by the scientific community who report similar characteristics in their evaluation. Predictions based on the use of computational tools that improve response times with acceptable accuracy. These calculations are corroborated by extensive measurement campaigns at specific sites in order to demonstrate the hypothesis. Finally the results were analyzed for each situation presented.Este trabajo presenta un análisis de las investigaciones realizadas por la comunidad científica que reportan características similares en su evaluación. Predicciones basadas en el uso de herramientas computacionales que mejoran cada vez los tiempos de respuesta con precisiones aceptables. Estos cálculos han sido corroborados a través de extensas campañas de medición en sitios específicos con el fin de evidenciar las hipótesis. Finalmente se exponen los resultados para cada situación analizada

La fibra óptica y el fenómeno no lineal mezcla de cuarta onda

RESUMEN Para aprovechar de mejor manera el ancho de banda que tiene la fibra óptica, los sistemas de comunicaciones ópticos han tenido que aumentar la potencia de transmisión de las señales para poder transportar a grandes distancias la información. Debido a lo anterior, comienzan a producirse ciertos fenómenos ópticos no lineales como la mezcla de cuarta onda (Four Wave Mixing, FWM), que degradan la señal de información. En este documento se realiza un estado del arte de la fibra óptica y un estudio del fenómeno no lineal FWM, que se genera cuando dos o más señales ópticas se propagan en la fibra, lo cual conlleva a una mezcla de señales que puede generar nuevos componentes de interferencia de la señal óptica transmitida. ABSTRACT To make better use of the bandwidth that has the optical fiber, optical communications systems have had to increase the transmission power of signals to transport information over long distances. Because of this, certain nonlinear optical phenomena such as four wave mixing (Four Wave Mixing, FWM), which degrade the information signal begin to occur. Herein a state of the art of optical fiber and a study of the nonlinear FWM phenomenon, which is generated when two or more optical signals propagating in the fiber takes place, which leads to a mixture of signals that can generate new components interference of the transmitted optical signal

Diseño y montaje de una página wap que implemente el acceso a la información académica de la universidad francisco de paula santander

WAP es la sigla del protocolo para aplicaciones inalámbricas (Wireless Application Protocol) y es el medio de transporte de las comunicaciones entre los dispositivos sin cable y servidores. La Universidad Francisco de Paula Santander contará a partir del segundo semestre de 2003 con un portal WAP que permitirá a los estudiantes e interesados, consultar la información de la institución utilizando los beneficios de un equipo de comunicaciones móviles (celular). En este artículo se describen brevemente las bases teóricas que fueron objeto de estudio para la realización del proyecto de la página WAP de la institución como lo es el estándar WAP, las capas del protocolo WAP, los componentes y el modelo de operación de un sistema WAP, y el lenguaje de programación para desarrollar aplicaciones WAP; además, se exponen los parámetros que se tuvieron en cuenta para la selección de la información que se desea mostrar en el portal y las herramientas utilizadas en la elaboración y montaje de la página de Internet Móvil de la Universidad Francisco de Paula SantanderPalabras Clave : WML; WMLScript; DTD;Gateway

Controlador de carga MPPT con método de estimación del estado de carga basado en conteo de amperios hora y voltaje a circuito abierto

Context:  Off-grid photovoltaic systems are one of the main alternatives to fulfill the need for electricity in rural areas where the connection to traditional electrification systems is not possible. Among the components of a photovoltaic off-grid system, the charge controller must adapt the voltage and current levels to store the energy delivered by the panels in batteries. Method: In this work, a maximum power point tracking (MPPT) charge controller based on the Perturbation and Observation (P&O) technique was implemented and evaluated. Additionally, the state of charge of the battery was estimated by combining the ampere-hour counting method and the open-circuit voltage. The controller implements a two-phase charging algorithm for lead-acid batteries. Results: The developed charge controller obtained an average efficiency of 84,7% and reached a maximum value of 96,3%. In addition, the two-phase charging algorithm and the state of charge estimation method implemented in the controller allowed for the adequate control and monitoring of the battery charging and discharging processes. ConConclusions: The proposed charge controller follows the maximum power point of the solar panel and allows storing energy in lead-acid batteries while supervising their state of charge.Contexto: Los sistemas fotovoltaicos desconectados de la red son una de las principales alternativas para suplir la necesidad de electricidad en zonas rurales donde la conexión a los sistemas tradicionales de electrificación no es posible. Entre los componentes del sistema fotovoltaico, el controlador de carga debe adaptar los niveles de corriente y voltaje para almacenar en baterías la energía entregada por los paneles. Método: En este trabajo se implementó y evaluó un controlador de carga de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) basado en la técnica de perturbación y observación (P&O). Adicionalmente, se estimó el estado de carga de la batería combinando los métodos de conteo de amperios-hora y voltaje de circuito abierto. El controlador implementa un algoritmo de carga de dos fases para baterías de ácido-plomo. Resultados: El controlador de carga desarrollado obtuvo una eficiencia promedio de 84,7 % y alcanzó un valor máximo de 96,3 %. Adicionalmente, el algoritmo de carga de dos fases y el método de estimación del estado de caga implementados en el controlador permitieron un control adecuado y monitoreo de los procesos de carga y descarga de la batería. Conclusiones: El controlador de carga propuesto sigue el punto de máxima potencia del panel solar y permite almacenar energía en baterías de ácido-plomo a la vez que monitorea el estado de carga de estas