Problemas resueltos de sistemas de telecomunicación (Vol. III)

Los problemas que se presentan en este libro están relacionados con los sistemas y servicios de telecomunicación que se estudian en las Escuelas de Ingeniería de Telecomunicación. Todos los problemas se explican detalladamente, utilizando las fórmulas y figuras necesarias para ayudar a la compresión de cada uno de ellos. Esta colección de problemas se ha estructurado en las siguientes partes: Niveles, Tráfico, Ruido, Medios de transmisión en línea, Comunicaciones móviles y Radioenlaces. En las dos primeras partes del libro se tratan materias básicas en el estudio de cualquier sistema de telecomunicaciones. Así, en la primera parte se hallan los problemas relacionados con la utilización de unidades y magnitudes en escala logarítmica. El manejo de estas unidades y magnitudes es fundamental para el diseño y comprensión de cualquier sistema de telecomunicaciones. En la segunda parte del libro se presentan los problemas relacionados con el estudio del tráfico de telecomunicaciones. Este estudio nos permitirá dimensionar de forma adecuada los servicios que se proporcionan en los sistemas de telecomunicación. Así, se aprende a calcular el número de canales necesario para satisfacer una cierta demanda de tráfico con una calidad predeterminada. Las dos siguientes partes del libro se refieren a aspectos más concretos de los sistemas de telecomunicaciones: en la tercera parte se hallan los problemas relacionados con el estudio y análisis del ruido en sistemas de telecomunicaciones y en la cuarta parte se encuentran problemas donde se calculan los parámetros primarios de un cable. Dichos parámetros son la resistencia, inductancia o capacitancia por unidad de longitud de un cable a partir de su geometría y de las características de los materiales que se han empleado en su fabricación (permitividad, conductividad, etc.), y se relacionan con los parámetros secundarios (impedancia característica, atenuación,) que son los que se suelen utilizar a la hora de planificar, por ejemplo, la instalación de un sistema de televisión por cable. En la quinta parte se encuentran los problemas cuya temática es general y no se ha podido asignar en los capítulos anteriores de forma única. En la sexta y séptima partes del libro se estudian dos sistemas reales de telecomunicaciones. La sexta parte se centra en la planificación de sistemas de comunicaciones móviles, y se revisan, por tanto, conceptos como el de la cobertura radioeléctrica y la planificación celular. En la séptima parte, se presentan problemas relacionados con las radiocomunicaciones punto a punto. Estos enlaces permiten en la actualidad la transmisión de gran volumen de datos entre dos puntos vía radio

Experimental study of MIMO-OFDM transmissions at 94 GHz in indoor environments

Millimeter wave (mm-wave) frequencies have been proposed to achieve high capacity in 5G communications. Although meaningful research on the channel characteristics has been performed in the 28, 38and 60 GHz bands ─in both indoor and short-range scenarios─,only a small number of trials (experiments) have been carried out in other mm-wave bands. The objective of this work is to study the viability and evaluate the performance of the 94 GHz frequency band for MIMO-OFDM transmission in an indoor environment. Starting from a measurement campaign, the performance of MIMO algorithms is studied in terms of throughput for four different antenna configurations.This work was supported in part by the Ministerio de Economía y Competitividad MINECO, Spain under Grant TEC2016-78028-C3-2-P, and in part by the European FEDER funds

Análisis teórico-experimental del canal radio en microceldas y entornos especiales para sistemas de comunicaciones móviles de banda ancha

Las comunicaciones inalámbricas forman parte de la vida diaria de la sociedad en la que vivimos. La comunicación a cualquier hora y desde cualquier lugar se ha convertido en requisito indispensable de calidad de las mismas. Además de esto, se ha incrementado la necesidad del intercambio de datos; cuando antes lo único que se requería eran simples conversaciones de voz, ahora son las transmisiones de datos a alta velocidad. Este aumento requiere sistemas avanzados de telecomunicaciones que permitan poder afrontar estas necesidades. La demanda de transferencia de grandes volúmenes de información vía radio hace necesario dirigir los esfuerzos hacia soluciones que aumenten la capacidad utilizando los escasos recursos radio. También está tomando mucha importancia la posibilidad de comunicación desde cualquier ubicación y en cualquier instante. La comunicación desde el interior de túneles, centros comerciales y en medios de transporte 2 Capítulo 1 entre otros lugares empieza a ser un nuevo requisito de diseño en los sistemas modernos de telecomunicaciones. Una de las tecnologías que permite aumentar la capacidad del bucle radio es la de comunicaciones de banda ancha, cuya capacidad es proporcional al ancho de banda utilizado. El análisis de estos sistemas se complica con respecto a los sistemas tradicionales, ya que surgen nuevos parámetros que caracterizan su comportamiento (apéndice B). Otra forma de aumentar la capacidad consiste en el uso de múltiples antenas a ambos lados del enlace de la comunicación. De esta forma es posible alcanzar eficiencias espectrales (bits/sg/Hz) impensables para sistemas convencionales. Esto es posible siempre y cuando se garantice que las señales que llegan y salen de los diversos elementos radiantes estén lo suficientemente decorreladas. Esta nueva tecnología se denominada en inglés MIMO (Múltiple-Input Múltiple-Output) (apéndice D). El desarrollo de estos sistemas de comunicaciones móviles pasa por disponer de modelos teóricos que tengan en cuenta los principales mecanismos de propagación en los distintos tipos de entornos. Estos modelos de propagación pueden proceder bien del análisis de los datos recogidos en campañas de medidas, o bien de modelos más complejos que resuelven el problema electromagnético desde un punto de vista teórico. Estos últimos buscan soluciones aproximadas que sean fáciles de implementar, y suelen dar lugar a resultados cuya solución es compromiso entre el tiempo de cálculo y precisión. En esta tesis se ha utilizado el modelo de trazado de rayos basado en la Óptica Geométrica (GO) y la Teoría Uniforme de la Difracción (UTD) (apéndice A). Por otra parte, la medida del canal radio es esencial para el estudio del mismo, ya que permite tanto la obtención de datos necesarios para la implementación de modelos como la verificación de estos. El objetivo principal de esta tesis es el estudio tanto teórico como experimental del canal radio en entornos microcelulares y especiales como túneles. Teórico, desde el punto de vista de desarrollar modelos eficientes de canal para sistemas de banda ancha y sistemas MIMO, y experimental, desde el punto de vista de la toma de medidas reales en estos entornos y la comparación con los modelos teóricos.Universidad Politécnica de Cartagen

Problemas resueltos de Sistemas de Telecomunicación (Vol. II)

Este libro presenta una colección de problemas relacionados con los sistemas y servicios de telecomunicación que se estudian en las Escuelas de Ingeniería de Telecomunicación. Todos los problemas se explican detalladamente, utilizando las fórmulas y figuras necesarias para ayudar a la compresión de cada uno de ellos. Esta colección de problemas se ha estructurado en las siguientes partes: Niveles, Tráfico, Medios de transmisión en línea, Ruido, Comunicaciones móviles y Radioenlaces. Esta lista se completa con un capítulo denominado Problemas Generales en el que se incorporan aquellos problemas más complejos que incluyen varias temáticas incluidas en los capítulos anteriores. En las dos primeras partes del libro se tratan materias básicas en el estudio de cualquier sistema de telecomunicaciones. Así, en la primera parte se hallan los problemas relacionados con la utilización de unidades y magnitudes en escala logarítmica. El manejo de estas unidades y magnitudes es fundamental para el diseño y comprensión de cualquier sistema de telecomunicaciones. En la segunda parte del libro se presentan los problemas relacionados con el estudio del tráfico de telecomunicaciones. Este estudio nos permitirá dimensionar de forma adecuada los servicios que se proporcionan en los sistemas de telecomunicación. Así, se aprende a calcular el número de canales necesario para satisfacer una cierta demanda de tráfico con una calidad predeterminada. Las dos siguientes partes del libro se refieren a aspectos más concretos de los sistemas de telecomunicaciones: en la tercera parte se hallan los problemas relacionados con el estudio y análisis del ruido en sistemas de telecomunicaciones y en la cuarta parte se encuentran problemas donde se calculan los parámetros primarios de un cable. Dichos parámetros son la resistencia, inductancia o capacitancia por unidad de longitud de un cable a partir de su geometría y de las características de los materiales que se han empleado en su fabricación (permitividad, conductividad, etc.), y se relacionan con los parámetros secundarios (impedancia característica, atenuación,…) que son los que se suelen utilizar a la hora de planificar, por ejemplo, la instalación de un sistema de televisión por cable. En la quinta y sexta partes del libro se estudian dos sistemas reales de telecomunicaciones. La quinta parte se centra en la planificación de sistemas de comunicaciones móviles, y se revisan, por tanto, conceptos como el de la cobertura radioeléctrica y la planificación celular. En la sexta parte, se presentan problemas relacionados con las radiocomunicaciones punto a punto. Estos enlaces permiten en la actualidad la transmisión de gran volumen de datos entre dos puntos vía radio. Finalmente, en la séptima parte se encuentran los problemas cuya temática es general y no se ha podido asignar en los capítulos anteriores de forma única

Traffic noise mitigation using single and double barrier caps of different shapes for an extended frequency range

The primary function of noise barriers is to shield inhabitants of affected areas from excessive noise generated by road traffic. To enhance the performance of noise barriers while simultaneously adhering to height restrictions, the attachment of structures (caps) of different shapes to the tops of conventional screens can be considered. These caps can significantly impact the diffracted sound energy, thereby increasing the desired global acoustic losses. This work presents a comprehensive study of the acoustic performance of noise barriers with single and double attached caps of different shapes through a calculation of their insertion losses (IL). This study comprehensively addresses and compares different types, sizes, combinations, and numbers of noise barrier caps for different scenarios (including sloping and absorbent grounds) and sources (“car” and “ambulance”) for an extended frequency band up to 10 kHz. To the best of the authors’ knowledge, this is a range that has not previously been analyzed. A variety of different cap shapes were considered including cylinders, rectangles, trapezoids, and Y/T-shaped forms. To calculate the IL, an innovative and fast uniform theory of diffraction (UTD)-based method developed by the authors was applied in all simulations. The results showed that the Y-shaped single and double barrier caps were, in general, the most effective at increasing IL without raising the height of the barrier, thereby successfully managing the aesthetic impact. The results also showed how the consideration of sloping and absorbent floors could also contribute to improved noise abatement.This work was funded by the Ministerio de Ciencia e Innovación, Spain (TEC2016-78028-C3-2-P and PID2019-107885GB-C33), and by the European Fonds Européen de Développement Économique et Régional (FEDER) funds

Doppler Characterization in Ultra Wideband BAN Channels During Breathing

[EN] Monitoring the physical parameters from devices inside the body, using ultra wideband (UWB) technology, enables the development of high bandwidth demanding applications in real time. The relative movement of the nodes deployed in the body, due to breathing, can give rise to a frequency shifting effect, increasing the fading level in the propagation channel during transmissions. In this article, therefore, we present a study of the frequency effects on the propagation channel derived from the relative movement between two nodes of a wireless body area network (WBAN), at least one of them placed inside the human body, caused by breathing. The study is performed on the basis of the Doppler spectrum characterization in terms of the shape fitting and frequency spread parameter derivation. Continuous wave (CW) signals have been used to cover the UWB range at four selected frequencies: 3.1, 4.8, 6, and 8.5 GHz, and a liquid phantom has been employed for emulating the dielectric properties of the high water content tissues at the considered UWB frequencies.This work was supported in part by the Ministerio de Economia y Competitividad (MINECO), Spain, under Grant TEC2016-78028-C3-2-P, in part by the European Union's H2020-MSCA-ITN Program by the "mmWave Communications in the Built Environments-WaveComBE" Project, under Grant 766231, and in part by the European FEDER funds.García-Serna, RG.; Garcia-Pardo, C.; Molina-García-Pardo, JM.; Juan Llacer, L.; Cardona Marcet, N. (2020). Doppler Characterization in Ultra Wideband BAN Channels During Breathing. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 68(2):1066-1073. https://doi.org/10.1109/TAP.2019.2951849S1066107368

Desarrollo e implementación de una aplicación para la gestión de una red de sensores conectada remotamente vía el sistema GSM-GPRS

En este artículo se presenta una aplicación para gestionar integralmente una pequeña red de sensores conectada a un sistema remoto a través de GSM/GPRS. Para lograr dicha conexión, se integraron en un prototipo los diferentes dispositivos hardware necesarios. La aplicación, desarrollada sobre el Sistema de Información Geográfica (GIS) ArcGis 9.2, permite tanto planificar la red desde el punto de vista de cobertura radioeléctrica como visualizar todos los parámetros sensorizados

Influencia del modelado de edificios en la predicción de pérdidas por difracción múltiple en entornos urbanos

A study of the influence of building modeling when predicting the signal attenuation due to overrooftop multiple diffraction in urban environments is presented. A straightforward formulation expressed in terms of Uniform Theory of Diffraction (UTD) coefficients is used for the above-mentioned analysis assuming a spherical-wave incidence over the array of buildings and considering the latter modeled as series of different representations such as knife edges, double knife edges, wedges and rectangular sections. The results clearly indicate the importance of an appropriate building modeling in obtaining realistic path-loss predictions in urban environments when multiple diffraction has to be considered

Sistemas de comunicaciones móviles : caracterización del canal móvil

El libro Sistemas de Comunicaciones Móviles-Caracterización del Canal Móvil- se centra en el estudio del canal inalámbrico que posibilita la comunicación entre una estación base y un usuario móvil. El libro muestra cómo se realiza el mencionado estudio tanto desde un punto de vista teórico como práctico. En primer lugar se muestra la caracterización del canal en Gran Escala. Posteriormente, se muestran las funciones de transferencia y tipos de desvanecimiento que permiten el análisis del canal en Pequeña Escala. Parte de este análisis se basa en el estudio de los parámetros del canal móvil extraídos de las funciones de transferencia. El libro se completa con la explicación de distintos sistemas de medida y de una serie de modelos de propagaciónalgunos de los cuales también pueden ser utilizados en el análisis de radioenlaces. Los sistemas de medida posibilitan la medición de la potencia recibida y las pérdidas del canal, de las funciones de transferencia y en último término de sus parámetros mientras que los modelos de propagación permiten la evaluación de la pérdida básica de propagación

Sistemas de comunicaciones móviles : segunda, tercera y cuarta generación

El libro Sistemas de Comunicaciones Móviles-Segunda, Tercera y Cuarta Generación- se centra en el estudio de los sistemas de comunicaciones móviles modernos. En el primer capítulo se realiza una introducción en la que se explican las características generales de los sistemas de comunicaciones móviles. En el segundo capítulo se explica el sistema de segunda generación (2G) de GSM; este estándar fue desarrollado en Europa y fue en su tiempo el sistema más utilizado en el mundo. En este capítulo también se explica la evolución de GSM hacia la tercera generación. En el tercer capítulo se explica el sistema de Red Móvil Privada (PMR) TETRA; este sistema es ampliamente utilizado por servicios de seguridad y emergencia así como por compañías privadas y consorcios públicos. En el siguiente capítulo se muestran las características de los sistemas de tercera generación (3G) y se explica especialmente el sistema UMTS y sus sistemas de mejora (HSDPA, HSUPA y HSPA+). El capítulo se completa con la explicación del sistema de 3G americano CDMA-2000. Finalmente, en el capítulo quinto se explica el sistema de cuarta generación (4G) denominado LTE y su sistema de mejora LTE-Advanced