Sistema de comunicaciones MIMO 2×2 basado en “Software Defined Radio”

Demostrador realizado por el Grupo de Tratamiento de Señal en Comunicaciones, http://www.gtac.upv.es/, con responsable Gema Piñero Sipán.

  • SMT8036E: Software Defined Radio profesional con las siguientes características: 2 canales de comunicación de datos con el host (PC) de 14 bits y 105 MSPS, FPGA para pre y post-procesado (Xilinx Virtex II XC2V6000), DSP TMS320C64x para tareas dedicadas y 2 canales con conversores A/D y D/A a frecuencia intermedia (IF) a una tasa de 400 MSPS.
  • SMT349: Front-end de conversión IF/RF a 2.4 GHZ, incluyendo 2 antenas.
  • Se pretenden testear algoritmos que sean eficientes computacionalmente y que puedan ser paralelizados aprovechando plataformas multi-core y GPU.
  • Se pretenden testear algoritmos eficientes computacionalmente:

– Algoritmos de detección óptimos y sub-óptimos.

– Algoritmos de estimación de canal.

– Algoritmos de pre-codificación (Dirty Paper Coding, Space-Time Coding, Beamforming).

Sistema de localización y control de accesos para trabajadores en entornos cerrados

Demostrador realizado por el Grupo de Diseño de Sistemas Digitales, www.upv.es/dsd, con responsables Francisco Ballester Merelo y Marcos Martínez.

El sistema consta de los siguientes elementos:

  • Sistema de control de accesos a lo largo de un pasillo o escalera de acceso mediante la instalación ligera de antenas RFID UHF de detección de media distancia (hasta 2.5m) para control de acceso «Free-Flow».
  • Dispositivo RF Portable: actúa simultáneamente como tag pasivo RFID UHF y como baliza para localización en entorno acotado.
  • Red de dispositivos RF Fijos con capacidad de procesar las  señales recibidas desde los dispositivos baliza y encaminar la información hasta el Gateway.
  • Receptor SW configurable en el centro de control capaz de gestionar y monitorizar los accesos a las distintas zonas, registrar todas las entradas, salidas, alarmas, etc.

El usuario accede sin ningún tipo de barrera física siendo detectado por las antenas RFID de tal manera que es capaz de realizar fichajes simultáneos de grupos de trabajadores sin impedir el flujo libre de acceso al recinto (acceso «Free-Flow»).

Una vez se ha accedido, se realiza la localización en el entorno controlado. A través del Nodo Móvil que actúa como baliza y la red de Nodos Fijos, el SW de Gestión es capaz de gestionar y monitorizar los accesos a las distintas zonas, registrar todas las entradas, salidas, alarmas, etc, de todos los usuarios.

Demostrador para evaluación de prestaciones en redes de acceso heterogéneas

Demostrador realizado por el Grupo de Interconexión de redes de banda ancha, www.girba.upv.es, con responsable Jorge Martínez Bauset.

El proyecto DEPRA desarrolla una novedosa tecnología que permite evaluar la QoS (Quality of Service) que reciben las comunicaciones multimedia. En este proyecto se estudian principalmente aquellos parámetros que caracterizan el servicio de transferencia de información que ofrece una red multiservicio típica basada en conmutación de paquetes, y que pueden ser medidos. Ejemplos típicos son el retardo unidireccional, la variabilidad de éste y la probabilidad de pérdidas.

El demostrador soporta terminales conectados a cuatro redes de acceso diferentes: IEEE 802.11 (WiFi), UMTS (usando HSPA), IEEE 802.16 (WiMAX) y adicionalmente se dispone de un terminal conectado a Ethernet como terminal de referencia.

Una de las características relevantes del demostrador es el uso de tráfico real, en vez de sintético, para la realización de las medidas. Para ello se hace uso de una aplicación de videoconferencia denominada Isabel. Ésta es una aplicación que se usa en escenarios con gran número de participantes y utiliza una topología lógica en estrella en la cual todos los flujos de tráfico son gestionados por un flow-server que hace, entre otras, las funciones de servidor multicast. En el demostrador cada cliente transmite flujos de voz y video que son recibidos por el resto de clientes.

Los sistemas de captura y análisis de tráfico, denominados Oreneta, han sido desarrollados en el proyecto CICYT TSI2005-07520  «Centro de Provisión de Servicios en Red Interdominio (CEPOS)», cuyo investigador principal es Juan Quemada (UPM).

Visualizador de TDT móvil DVB-H

Demostrador realizado por el Grupo de Comunicaciones Móviles, www.mcg.upv.es, con responsable Narcís Cardona Marcet.

Dentro de las comunicaciones móviles multimedia, el máximo exponente a día de hoy es la TV móvil. Recientes estudios de mercado han revelado un elevado interés por parte de los consumidores. Aunque será necesario adaptar los contenidos al entorno móvil, la TV móvil permitirá ofrecer un servicio mucho más rico y personalizado que la TV convencional, con un abanico de nuevos servicios para los consumidores, proporcionando nuevas vías de negocio a todos los agentes de la industria audiovisual y de telecomunicaciones. Estos servicios son, además, clave para el desarrollo de la Sociedad de la Información, ya que permiten el acceso universal a contenidos multimedia en cualquier lugar y momento. Aunque los operadores de telefonía móvil han empezado recientemente a ofrecer servicios de TV móvil con sus redes de tercera generación 3G, el mayor potencial para proporcionar estos servicios lo representan las redes de Televisión Digital Terrestre (TDT) diseñadas específicamente para servicios móviles (redes de TDT móvil). Sólo estas redes tienen las capacidades necesarias para soportar un consumo a gran escala de este tipo de servicios, ya que pueden distribuir servicios multimedia de banda ancha a grandes audiencias cubriendo extensas áreas sin limitación alguna en el número de usuarios que acceden al servicio de manera simultánea dentro del área de cobertura.

El estándar europeo de TDT móvil es conocido como DVB-H (Digital Video Broadcating – Handhelds), el cual es una evolución tecnológica del estándar de TDT, DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial), adaptado para terminales móviles. Italia fue el primer país en ofrecer los primeros servicios comerciales DVB-H en verano de 2006. Actualmente también se ofrecen servicios comerciales en Finlandia y Albania en Europa, y en Vietnam, India y las Filipinas en Asia; y se espera que durante este año 2008 se empiecen a proporcionar estos servicios en Alemania, Francia, Austria, Suiza y Rusia. En España la implantación de la TDT móvil está prevista para el año 2010, una vez que se produzca el llamado apagón analógico. El objetivo de esta ayuda es desarrollar un visualizador de TDT móvil DVB-H. El visualizador será una herramienta software, capaz de emular todas y cada una de las capas superiores a las capas físicas DVB-H, incluyendo todos los desencapsulados, mecanismos de corrección de errores FEC (Forward Error Correction), protocolos de transferencia de contenidos y codecs presente en la pila de protocolos del sistema extremo a extremo IP Datacast sobre DVB-H. La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del visualizador.

El objetivo del visualizador es emular la recepción de un servicio multimedia (audio y video) a partir de una traza de errores de paquetes MPEG-2 TS (Transport Stream) de la capa física, generando un nuevo fichero multimedia que pueda ser reproducido en terminales móviles comerciales. De este modo se podrán hacer estudios de calidad subjetiva percibida por los usuarios en DVB-H, los cuales están tomando una gran relevancia en la actualidad dado el inminente despliegue de redes comerciales en la mayor parte de Europa para determinar los niveles de calidad que deben ser asegurados para garantizar una alta satisfacción por parte de los usuarios.

Las trazas de errores de paquetes MPEG-2 TS podrán ser obtenidas a partir de medidas de campo o laboratorio, o simulaciones. El Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) está trabajando en el desarrollo, además del visualizador, de un simulador dinámico DVB-H como complemento a una herramienta de planificación profesional, y un sistema automatizado de medida, capaces de simular/medir dichas trazas de errores, por lo que por ejemplo con el visualizador sería posible reproducir a posteriori cómo se hubiera visto un contenido multimedia dado a partir de una trayectoria medida o simulada.

El iTEAM tiene la intención de utilizar el demostrador para hacer estudios de optimización de la configuración de la transmisión (configuración de los distintos esquemas correctores de errores FEC en las capas superiores: MPEFEC, MPE-iFEC y AL-FEC) desde un punto de vista subjetivo con usuarios reales.

Proyectos que lo cofinancian

El visualizador de TDT móvil se está construyendo dentro del proyecto FURIA (Futura Red Integrada Audiovisual). FURIA es un proyecto singular estratégico en el área de las Tecnologías Audiovisuales en Red de la plataforma e-NEM: http://www.furiapse.com/. El objetivo principal del proyecto FURIA es desarrollar y validar la integración de las tecnologías emergentes para la difusión de contenidos audiovisuales a terminales fijos y móviles. El proyecto cuenta empresas tecnológicas muy relevantes en el ámbito de la radiodifusión digital, como Abertis Telecom (coordinador del proyecto), Telefónica I+D, SIDSA, e Hispasat. Cabe destacar que el proyecto FURIA ha establecido una liason con el proyecto europeo Celtic B21C, que está considerado como el proyecto europeo de referencia en temas de DVB (http://www.celtic-initiative.org/Projects/B21C/abstract.asp). La primera fase de FURIA terminó en Marzo de 2008, y ha estado enfocada principalmente a la TDT móvil DVB-H. Debido al éxito del proyecto se va a extender su duración durante los años 2008 y 2009, alineando el proyecto con el B21C, y centrándose en la evolución tecnológica de DVB-H, conocida como DVB-SH (Digital Video Broadcasting – Satellite Services to Handheld Devices), en la nueva generación de la TDT (DVB-T2), y en pruebas de calidad subjetiva en DVB-H en las que se utilizará el visualizador desarrollado por el iTEAM de la UPV.

Personal encargado de su realización

Narcís Cardona Marcet (profesor catedrático de la UPV), David Gómez Barquero (estudiante de doctorado de la UPV), David Gozálvez Serrano (estudiante de doctorado de la UPV) y Fernando Camaro Nogués (estudiante Ingeniero Superior de Telecomunicación), Juan Carlos Guerri Cebollada (profesor titular de la UPV), Francisco Fraile (investigador invitado en el iTEAM).

Estado actual de realización

Todos los mecanismos de corrección de errores posibles en TDT móvil (MPE-FEC, MPE-iFEC, y AL-FEC) están ya programados asumiendo un tamaño constante de los paquetes IP. Queda pendiente generalizarlos para el caso de que el tamaño de los paquetes IP sea variable. Actualmente se está trabajando en conseguir el fichero de video recibido dada una traza de errores con el esquema de codificación convencional (MPE-FEC) con paquetes IP de tamaño variable. El siguiente paso será desarrollar una primera versión del visualizador (interfaz gráfica), para posteriormente añadirle el resto de mecanismos FEC bajo estudio. La fecha prevista para la finalización del demostrador es Diciembre de 2008.

Ayudas Cátedra Telefónica para desarrollo de demostradores tecnológicos en tecnologías, sistemas y redes de comunicaciones

La Cátedra Telefónica cofinancia el desarrollo de demostradores tecnológicos por parte de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia. La finalidad de esta convocatoria es apoyar la realización de demostradores hardware y/o software en tecnologías, sistemas y redes de comunicaciones aun en fase de investigación, con el objeto de que dicha realización sirva para la formación de estudiantes e investigadores en las últimas tecnologías del campo y, en última instancia, ayuden en la difusión de dichas tecnologías al entorno socioeconómico.

Los beneficiaros se comprometen a elaborar una memoria sobre el prototipo desarrollado a entregar a la Cátedra Telefónica que será utilizada por la misma en la divulgación de los resultados. Asimismo, debe aparecer en todos aquellos trabajos científicos o de divulgación en los que se nombre el demostrador, que su desarrollo ha sido cofinanciado por la Cátedra Telefónica de la UPV.

La comisión de selección seleccionó los demostradores dependiendo de: su estado de desarrollo, la calidad y actualidad científica del trabajo, su adecuación a las líneas de actuación de la cátedra, y, la cantidad y el CV del personal (PDIs y estudiantes) involucrado en el desarrollo del demostrador.