Bidirectional single sideband transmission of Millimeter Waves over Fiber for 5G Mobile Networks

Una arquitectura de red para el transporte de ondas milimétricas (MMW) basada en las técnicas de Radio sobre Fibra (RoF) para el transporte de señales en el segmento de fronthaul de los futuros sistemas 5G se propone, se demuestra experimentalmente y se simula en este artículo. La propuesta aprovecha los beneficios de una doble modulación en banda lateral única para generar una subportadora óptica para la transmisión en el enlace descendente y una segunda subportadora para el transporte de los servicios en el enlace ascendente, así como la centralización de las fuentes ópticas. La evaluación de la arquitectura propuesta se basa en el análisis del rendimiento de la Tasa de Error de Bit (BER) y la Magnitud de Vector de Error (EVM) tanto en el enlace descendente como en el enlace ascendente. Del mismo modo, se realizó un modelo de simulación de la propuesta para evaluar la calidad de las señales en MMW a diferentes frecuencias del espectro disponible de MMW. Los resultados muestran una penalización en potencia de 2 dB para un BER de 1x10-12y un EVM inferior al 12% en un margen de potencia de 6 dB, demostrando la factibilidad del sistema propuesto.This study proposes, experimentally demonstrates, and simulates a network architecture for the transport of millimeter waves (MMW) based on Radio over Fiber (RoF) techniques for the transport of signals in the fronthaul segment of the next 5G generation mobile systems. Such approach exploits the benefits of bidirectional single-sideband modulation in order to generate an optical subcarrier for the downlink transmission and a second subcarrier for the transport of the uplink services, as well as the centralization of optical sources. The proposed architecture is evaluated based on the analyses of the Bit Error Rate (BER) performance and Error Vector Magnitude (EVM) in both downlink and uplink. Likewise, simulation modeling of the approach was conducted in order to evaluate the quality of the MMW signals at different frequencies available in the MMW spectrum. The results show a power penalty lower than 2 dB for a 1x1-12 BER and an EVM below 12% within a power margin of 6 dB, which demonstrates the feasibility of the approach

Particionado óptico para la generación multiportadora en redes multiplexadas en subportadora

Objetivo: Evaluar la técnica de generación multiportadora basada en segmentado espectral para el transporte de señales de señales multiplexadas en subportadora óptica. Metodología: La propuesta se evalúa mediante validación experimental y modelamiento basado en simulación de la generación de portadoras ópticas utilizando una fuente de banda ancha en combinación con un filtro óptico configurado con diferentes bandas de paso y transmisión a diferentes distancias. Resultados: La evaluación experimental midió la magnitud del vector de error para particiones espectrales de 1nm, 3nm, 6nm y 8nm que transportan formatos de modulación QPSK y 16QAM en subportadoras de 1 GHz y 3 GHz a través de un enlace de fibra de 10 km. Para una banda de paso de 1nm y modulación QPSK, se encontró un EVM de 29.6458% mientras que un EVM de 40.4685% fue medido para el servicio transportado en 16QAM. El modelo de simulación mostró que una tasa de error de bit de 1x10-12 se logra para tamaños de particiones espectrales de 100MHz en subportadoras de 5GH, 30GHz y 60GHz. Conclusiones: Los resultados experimentales mostraron que el EVM medido no mostró una diferencia significativa con respecto a la frecuencia de la subportadora para un servicio QPSK. Sin embargo, la modulación 16QAM se recomienda solo cuando la frecuencia de la subportadora es 1 GHz o inferior para una ecualización correcta de la señal recibida. El modelo de simulación evaluó la propuesta en frecuencias subportadoras más altas y distancias más largas. Los resultados encontrados muestran que una subportadora de 60 GHz sobre un enlace de fibra de 40 km es posible cuando el tamaño de la partición óptica es de 100MHz.Objetivo: Evaluar la técnica de generación multiportadora basada en segmentado espectral para el transporte de señales de radio sobre fibra en redes ópticas de acceso y metropolitanas. Metodología: La propuesta se evalúa mediante validación experimental y modelamiento basado en simulación de la generación de portadoras ópticas utilizando una fuente de banda ancha en combinación con un filtro óptico configurado con diferentes bandas de paso y transmisión a diferentes distancias. Resultados: La evaluación experimental midió la magnitud del vector de error para particiones espectrales de 1nm, 3nm, 6nm y 8nm que transportan formatos de modulación QPSK y 16QAM en subportadoras de 1 GHz y 3 GHz a través de un enlace de fibra de 10 km. Para una banda de paso de 1nm y modulación QPSK, se encontró un EVM de 29.6458% mientras que un EVM de 40.4685% fue medido para el servicio transportado en 16QAM. Conclusiones: Los resultados experimentales mostraron que el EVM medido no mostró una diferencia significativa con respecto a la frecuencia de la subportadora para un servicio QPSK. Sin embargo, la modulación 16QAM se recomienda solo cuando la frecuencia de la subportadora es 1 GHz o inferior para una ecualización correcta de la señal recibida. El modelo de simulación evaluó la propuesta en frecuencias subportadoras más altas y distancias más largas. Los resultados encontrados muestran que una subportadora de 30 GHz sobre un enlace de fibra de 40 km es posible

Arquitectura reconfigurable basada en redes de difracción de Bragg para redes convergentes indoor ópticas

This paper presents an approach for dynamic reconfiguration of wavelength channels for future indoor network architectures. The approach exploits the tunability and the rejection profile of Fiber Bragg Gratings (FBG) to implement service distribution strategies that includes Unicast, Broadcast and Multicast scenarios for fixed and mobile users. Experimental demonstrations based on two implementations show results with 1% average degradation for Error Vector Magnitude (EVM) values and up to 2,2 dB for 1x10-12 Bit Error Rate (BER). In particular, the proposed architectures fit for large in-building networksEste artículo presenta una propuesta para la implementación de reconfiguración dinámica de canales ópticos en futuras arquitecturas de red tipo indoor. La propuesta se basa en las características de sintonización y perfil de rechazo de Redes de Difracción de Bragg (FBG) para implementar estrategias de distribución de servicios de tipo Unicast, Broadcast y Multicast a usuarios en redes indoor tipo campus. La demostración experimental, que incluye dos diferentes implementaciones, muestra resultados con un 1% en promedio de degradación en la magnitud del vector de error (EVM) para los servicios inalámbricos y penalizaciones de potencia de hasta 2,2 dB de penalización para una tasa de error de bit (BER) de 1x10-12 para los servicios fijos

Highly graphitic Fe-doped carbon xerogels as dual-functional electro-Fenton catalysts for the degradation of tetracycline in wastewater

Fe-doped carbon xerogels with a highly developed graphitic structure were synthesized by a one-step sol-gel polymerization. These highly graphitic Fe-doped carbons are presented as promising dual-functional electro-Fenton catalysts to perform both the electro-reduction of O2 to H2O2 and H2O2 catalytic decomposition (Fenton) for wastewater decontamination. The amount of Fe is key to the development of this electrode material, since affects the textural properties; catalyzes the development of graphitic clusters improving the electrode conductivity; and influences the O2-catalyst interaction controlling the H2O2 selectivity but, at the same time is the catalyst for the decomposition of the electrogenerated H2O2 to OH• radicals for the organic pollutants oxidation. All materials achieve the development of ORR via the 2-electron route. The presence of Fe considerably improves the electro-catalytic activity. However, a mechanism change seems to occur at around −0.5 V in highly Fe-doped samples. At potential lower than −0.5 eV, the present of Feδ+ species or even Fe–O–C active sites favour the selectivity to 2e-pathway, however at higher potentials, Feδ+ species are reduced favoring a O–O strong interaction enhancing the 4e-pathway. The Electro-Fenton degradation of tetracycline was analyzed. The TTC degradation is almost complete (95.13%) after 7 h of reaction without using any external Fenton-catalysts.Grupo RNM-172Universidad de Granada / CBUAMCIN/AEI/10.13039/501100011033/ y "ERDF A way of making Europe” (PID2021-127803OB-I00)Junta de Andalucía (P18-RTJ-2974 y B. RNM.566. UGR20

From Fenton and ORR 2e−-Type Catalysts to Bifunctional Electrodes for Environmental Remediation Using the Electro-Fenton Process

Currently, the presence of emerging contaminants in water sources has raised concerns worldwide due to low rates of mineralization, and in some cases, zero levels of degradation through conventional treatment methods. For these reasons, researchers in the field are focused on the use of advanced oxidation processes (AOPs) as a powerful tool for the degradation of persistent pollutants. These AOPs are based mainly on the in-situ production of hydroxyl radicals (OH center dot) generated from an oxidizing agent (H2O2 or O-2) in the presence of a catalyst. Among the most studied AOPs, the Fenton reaction stands out due to its operational simplicity and good levels of degradation for a wide range of emerging contaminants. However, it has some limitations such as the storage and handling of H2O2. Therefore, the use of the electro-Fenton (EF) process has been proposed in which H2O2 is generated in situ by the action of the oxygen reduction reaction (ORR). However, it is important to mention that the ORR is given by two routes, by two or four electrons, which results in the products of H2O2 and H2O, respectively. For this reason, current efforts seek to increase the selectivity of ORR catalysts toward the 2e(-) route and thus improve the performance of the EF process. This work reviews catalysts for the Fenton reaction, ORR 2e(-) catalysts, and presents a short review of some proposed catalysts with bifunctional activity for ORR 2e(-) and Fenton processes. Finally, the most important factors for electro-Fenton dual catalysts to obtain high catalytic activity in both Fenton and ORR 2e(-) processes are summarized.Ministry of Science and Innovation, Spain (MICINN) Spanish Government PID2021-127803OB-I00Junta de Andalucia B.RNM.566.UGR2

Antena de placa suspendida con polarización circular y sentido de giro configurable

Introducción: Las antenas con polarización circular (APC) permiten reducir el efecto de rotación de Faraday debido a la presencia de la ionosfera, el cual ocasiona una significante pérdida de potencia frente al caso de utilizar antenas con polarización lineal (ALP) [1]-[2], por lo tanto, estas antenas son ampliamente utilizadas para aplicaciones en telemetría espacial de satélites, sondas espaciales y misiles balísticos entre otras [2]. Por otra parte, las antenas de placa suspendida (APS) brindan la posibilidad de obtener mayores niveles de ganancia máxima y ancho de banda de impedancia frente a las tecnologías convencionales. Así mismo, resulta útil el poder seleccionar el sentido de giro más apropiado, dependiendo de las condiciones de propagación en los enlaces de subida/bajada. Objetivo: Diseñar una (APC) con sentido de giro seleccionable para aplicaciones en satélites pequeños, usando la tecnología (APS), tal que posea niveles de ganancia y ancho de banda superiores a las obtenidas con tecnologías convencionales. Metodología: El diseño de la antena parte de modelos propuestos en la literatura, mediante los cuales se diseña una geometría inicial compuesta por un parche suspendido con alimentación en L y un acoplador híbrido, para luego optimizar dicha geometría mediante análisis paramétricos llevados a cabo con simuladores electromagnéticos apropiados. Resultados: El diseño propuesto presenta un ancho de banda de impedancia del 34.39% y una ganancia máxima de 8.75 dBi a una frecuencia de 2.35GHz. Conclusiones: La técnica de alimentador en forma de L para parches suspendidos mejora el comportamiento de la antena en impedancia, relación axial  y ganancia máxima.  Introduction: Circular polarization antennas (CPA) are able to reduce the “Faraday rotation” effect due to the ionosphere, which causes a significant power losses compared to the case of using linear polarization antennas (LPA) [1]-[2]. Therefore, these antennas are widely used for space telemetry applications of satellites, space probes and ballistic missiles among others [2]. Furthermore, suspended plate antennas (SPA) offer the possibility to obtain largest levels of maximum gain and impedance bandwidth compared to those obtained with conventional technologies. Likewise, it is useful to be able to select the most appropriate sense of rotation, depending on the propagation conditions in the up/down links.  Objective: To design a CPA with configurable sense of rotation for small satellite applications, using SPA technology, such that it has gain and bandwidth levels higher than those obtained with conventional technologies. Method: The antenna design is based on models proposed in the literature, through which an initial geometry consisting of a suspended patch with an L-shaped feeder and a hybrid coupler is designed. Subsequently, geometry optimization by parametric analysis is carried out with appropriate electromagnetic simulators.  Results:  The proposed design has an impedance bandwidth of 34.39% and a maximum gain of 8.75 dBi at a frequency of 2.35GHz. Conclusions: The L-shaped feeder technique for suspended patches improves the behavior of the antenna in axial ratio, impedance and maximal gain

Nodos sensores inalámbricos con antenas directivas de banda simple o doble para aplicaciones en agricultura

Abstract Introduction: This paper presents the design of two wireless sensor nodes, with communications systems that integrate in one case a broadband antenna for operation in the 900MHz and 2.4GHz bands, along with a circuit that allows to select the appropriate radio for operation in some of these bands with the same antenna and the other makes use of a high gain antenna for operation in the 2.4GHz band. The proposed design offers a solution to the problem of propagation of radio frequency (RF) signals in forests and plantations for applications in smart agriculture that make use of wireless sensor networks (WSN). Objective: Design of two wireless sensor nodes, with communications systems that integrate directive antennas in one case for dual band operation (900MHz-2.4GHz) and in the other with high gain antennas (2.4GHz) for applications in smart agriculture. Method: The design of the wireless nodes makes use of the PSoC (programmable chip system) model CY8CKIT-059 5LP, which integrates temperature, humidity, inclination, distance, light intensity and movement sensors that use ZigBee as a wireless communication protocol. The antennas are designed with appropriate electromagnetic simulators and the resulting prototypes from this process are characterized in impedance by means of a vector network analyzer (VNA) and radiation patterns in an anechoic chamber. The full operation of the nodes is validated in the laboratory and in open spaces. Results: The double-band node with logarithmic antenna allows packet transfer at distances of 4.1km (915MHz) and 938m (2.44GHz), along with a switching circuit that allows one of the bands to be selected depending on the propagation characteristics of the medium where the node will be installed. On the other hand, the node with SPA antenna allows transfer of packets up to 2.5km (2.44GHz). The antenna characterization results are as follows: The logarithmic antenna has a maximum gain of 2.74dBi (915MHz) and 3.06dBi (2.44GHz) respectively, with an impedance bandwidth of 3.196:1, for an S11 <-10dB. The SPA antenna resonates at a center frequency of 2.44 GHz with a gain of 7.2 dBi; an impedance bandwidth of 16.8%, for an S11 <-10dB. Conclusions: This proposal improves the performance in wireless sensor networks since the approaches allow modularity, versatility and application in different areas including agriculture, enabling longer reaches and a more extensive coverage compared to the nodes that make use of conventional XBee antennas.Introducción: Este artículo presenta el diseño de dos nodos de sensores inalámbricos, con sistemas de comunicaciones que integran en un caso una antena de banda ancha para operación en las bandas de 900MHz y 2.4GHz, junto con un circuito que permite seleccionar el radio apropiado para operación en alguna de estas bandas con la misma antena y el otro hace uso de una antena de alta ganancia para operación en la banda de 2.4GHz. El diseño propuesto ofrece una solución al problema de propagación de señales de radio frecuencia (RF) en bosques y plantaciones para aplicaciones en agricultura inteligente que hacen uso de redes de sensores inalámbricos (WSN). Objetivo: Diseñar dos nodos de sensores inalámbricos, con sistemas de comunicaciones que integran antenas directivas en un caso para operación en doble banda (900MHz-2.4GHz) y en el otro con antenas de alta ganancia (2.4GHz) para aplicaciones en agricultura inteligente. Metodología: El diseño de los nodos inalámbricos hace uso del PSoC (sistema programable en chip) modelo CY8CKIT-059 5LP, al cual se integran sensores de temperatura, humedad, inclinación, distancia, intensidad de luz y movimiento que utilizan ZigBee como protocolo de comunicación inalámbrica. Las antenas son diseñadas con simuladores electromagnéticos apropiados y los prototipos resultantes de este proceso son caracterizados en impedancia mediante un analizador de redes (VNA) y en diagrama en una cámara anecoica. La operación integral de los nodos se valida en el laboratorio y en espacios abiertos. Resultados: El nodo de doble banda con antena logarítmica permite transferencia de paquetes a distancias de 4.1km (915MHz) y de 938m (2.44GHz), junto con un circuito de conmutación que permite seleccionar una de las bandas dependiendo de las características de propagación del medio donde se instalará el nodo. Por otra parte, el nodo con antena SPA permite transferencia de paquetes hasta 2.5Km (2.44GHz). Los resultados de la caracterización de las antenas son: La antena logarítmica presenta una ganancia máxima de 2.74dBi (915MHz) y 3.06dBi (2.44GHz) respectivamente, con un ancho de banda de impedancia de 3.196:1, para un <-10dB. La antena SPA resuena a una frecuencia central de 2.44 GHz con una ganancia de 7.2 dBi; un ancho de banda de impedancia del 16.8%, para un <-10dB. Conclusiones: La propuesta consigue mejorar el desempeño en redes inalámbricas de sensores por su modularidad, versatilidad y su aplicación en diferentes áreas incluida la agricultura, lo que permite obtener mejores alcances y cobertura más amplia cuando se compara con los nodos que hacen uso de antenas XBee convencionales

Adenoma paratiroideo. Presentación de un caso

El adenoma paratiroideo es un tumor no canceroso de las glándulas paratiroides, que aumenta los niveles de parathormona. Esta hormona regula los niveles de calcio, fósforo y vitamina D en sangre y huesos. Su triada clásica se caracteriza por aumento de los niveles de parathormona, hipercalcemia e hipofosfatemia. Esta entidad afecta a uno entre 500-1000 habitantes y es la causa principal de hiperparatiroidismo primario en un 80- 85 % de los pacientes. Se presenta el caso de una paciente femenina de 69 años de edad, ingresada por fracturas patológicas de cadera, clavícula y dedos de las manos, causada por hiperparatiroidismo primario originado por adenoma paratiroideo. Por la baja incidencia esta entidad, su publicación se considera de interés para el personal científico

Quality of service evaluation based on network slicing for software-defined 5G systems

Este artículo presenta la evaluación de los parámetros de calidad del servicio proporcionadas por la segmentación de recursos para redes 5G basadas en un entorno de red definido por software. El controlador Floodlight realizó decisiones de asignación de ancho de banda definiendo segmentos de red a perfiles de usuario en topologías particulares. El objetivo es controlar los recursos de ancho de banda que permiten garantizar valores de latencia y confiabilidad de acuerdo con el tipo de servicio en una red 5G. De esta forma, fue posible demostrar la versatilidad y escalabilidad del controlador Floodlight, que redujo la tasa de pérdida en un 10% en una red congestionada y permitió retrasos de menos de 700ms en aplicaciones como VoIP y transmisión de video compartiendo un canal con una velocidad de bits limitada de 5 Mbps.This paper presents the evaluation of the quality of service parameters provided by the network slicing approach for 5G networks based on a software-defined networking environment. The open source controller Floodlight made bandwidth allocation decisions by assigning network slices to user profiles on particular topologies. The objective is to control the bandwidth resources that allow to guarantee latency and reliability values according to the type of service in a sliced 5G network. Thus, it was possible to demonstrate the versatility and scalability of the Floodlight controller, which reduced the loss rate by 10% in a congested network and ensured delays of less than 700ms in applications such as VoIP and video streaming sharing a channel with a limited bit rate of 5 Mbps