Las redes inalámbricas que se usan en la actualidad a menudo presentan fallas y no representan una alternativa fiable para la mayoría de las aplicaciones que requieren mantener la integridad de la información. Por este motivo, se empezó a explorar la posibilidad de implementar nuevos protocolos y topologías para interconectar los dispositivos pertenecientes a una red. Este proyecto de tesis se centra en el diseño de una red inalámbrica utilizando 6LoWPAN en topología tipo mesh, donde se estudia sus características y se analiza su fiabilidad para aplicaciones en general. Para poder observar el flujo de información y como circula por toda la red, se toma muestras de variables ambientales como temperatura y humedad, generando una red de sensores inalámbrica que, a diferencia de las comúnmente usadas, presenta un riesgo mínimo de pérdida de datos y enfatiza la importancia de una red que emplea 6LoWPAN. En este trabajo de tesis, se emplea el software Contiki OS para programar el algoritmo que permite implementar todas las características que se requieren para garantizar la eficacia de la red 6LoWPAN en topología mesh. Asimismo, se hace uso del simulador Cooja para diseñar la red y validar sus características mediante diversas pruebas en simulaciones y el nodo Tmote Sky para validar la robustez de la red mediante hardware. El desarrollo del proyecto permitió visualizar como las variables ambientales, cuyas muestras han sido tomadas por cada nodo, circulan en la red inalámbrica y se generó un interfaz para poder apreciar a los nodos vecinos, así como la información que transmiten.

[ES] La llegada de la próxima generación del estándar de comunicaciones móviles, la llamada quinta generación (5G), es prácticamente una realidad. Las primeras redes comerciales han comenzado a ser desplegadas, centrándose en ofrecer altas velocidades de transferencia de datos. Sin embargo, el estándar 5G va mucho más allá y prevé dar soporte a nuevos servicios que pretenden revolucionar la sociedad. Estos nuevos servicios imponen un nivel alto de requisitos en no solo en cuanto a velocidad del tráfico de datos, sino en cuanto a latencia o número de dispositivos conectados simultáneamente. La amplia variedad de requisitos no puede ser soportada por las redes de cuarta generación (4G), por lo que se hizo necesario plantear un nuevo paradigma para las redes inalámbricas. Con la promesa de grandes cantidades de ancho de banda sin utilizar, el estándar 5G contempla utilizar frecuencias en la comúnmente conocida como banda de milimétricas (mmWave). Esta banda presenta grandes pérdidas de propagación, que se acentúan si existen bloqueos de señal. Actividades regulatorias del uso de las bandas de milimétricas atrajo el interés tanto de la industria como de la academia en plantear soluciones para dar servicio en estas bandas. En los últimos años se han presentado infinidad de trabajos basados en sistemas con múltiples antenas o MIMO, para conformar las señales transmitidas o recibidas en haces apuntando en determinadas direcciones. La ganancia que aportan los sistemas MIMO pueden compensar las altas pérdidas de propagación, asegurando la viabilidad de las comunicaciones mmWave. Se ha detectado una evidente falta de estudios sobre la viabilidad de sistemas MIMO en entornos móviles y dinámicos con bloqueos que hagan necesario que el sistema se reconfigure. Esta Tesis pretende cubrir este espacio desde un enfoque práctico y propone mecanismos de gestión de los haces para hacerles un seguimiento utilizando los recursos y mecanismos del nuevo estándar 5G. Las soluciones aportadas se basan en el uso eficiente de los reportes de medidas de las señales de referencia estandarizadas en enlace descendente. En primer lugar, esta Tesis recoge un análisis minucioso del estado del arte, donde se corrobora la necesidad de aportar soluciones de seguimiento de haces en sistemas de comunicaciones en la banda de milimétricas. Además, se estudian los diferentes mecanismos definidos en el estándar 5G y que posibilitan el seguimiento. Cabe destacar que el estándar no define un mecanismo único a seguir, permitiendo presentar propuestas. Una vez conocidas las tecnologías, se centra el estudio en el impacto del seguimiento sobre las prestaciones a nivel de red y de enlace. Dicho estudio se realiza sobre un sistema punto a punto, donde el terminal móvil se desplaza por un entorno urbano. En base a simulaciones de red, se cuantifica el índice de seguimiento de haz y de cómo dicho seguimiento afecta a la relación señal a ruido más interferencia (SINR) y la tasa de transmisión del usuario. Las soluciones de seguimiento propuestas en esta Tesis se pueden clasificar en dos categorías. En una primera categoría, se realiza el seguimiento en base a reportes de medidas de las señales de referencia. Independientemente de la velocidad, se alcanza un seguimiento del 91% con poca penalización en la tasa de transmisión si se monitorizan los haces de interés con una periodicidad menor de 20 ms. En la segunda categoría caben mecanismos de seguimiento que hacen uso de fuentes externas de información. Dentro de esta categoría, se propone un fingerprinting que relacione haces con la localización reportada y un modelo de machine learning (ML) que prediga los haces a utilizar. El fingerprinting proporciona los mismos niveles de rendimiento. Sin embargo, esta solución es muy sensible a errores y requiere considerar todos los casos posibles, lo que la hace tecnológicamente inviable. En cambio, el modelo de ML, que hace p / [CA] L'arribada de la següent generació de l'estàndard de comunicacions mòbils, l'anomenada cinquena generació (5G), es pràcticament una realitat. Les primeres xarxes comercials han començat a desplegar-se i s'han centrat en oferir altes velocitats de transferència de dades. No obstant, l'estàndard 5G va molt mes allà y preveu donar suport a nous serveis que pretenen revolucionar la societat. Estos nous serveis imposen un alt nivell de requisits no sols en quant a velocitat de tràfic de dades, si no també en quant a latència o número de connexions simultànies. L'ampla varietat de requisits no es suportada per les xarxes de quarta generació (4G) actuals, per el qual es va fer necessari un nou paradigma de xarxes sense fil. Amb la promesa de amplies quantitats d'ample de banda, l'estàndard 5G contempla utilitzar freqüències a la banda de mil·limètriques. Esta banda presenta l'inconvenient d'experimentar grans pèrdues de propagació, que s'accentuen en cas de bloqueigs. L'apertura de les bandes de mil·limètriques va atraure l'interès tant de l'industria com de l'acadèmia en plantejar solucions per a donar servei en estes bandes. En els últims anys s'han presentat infinitat de treballs basats en sistemes amb múltiples antenes o MIMO, per a conformar els senyals transmesos o rebuts en feixos apuntant en determinades direccions d'interès. El guany de feix es pot utilitzar per a compensar les pèrdues de propagació, assegurant la viabilitat de les comunicacions en la banda de mil·limètriques. No obstant això, s'ha detectat una preocupant manca d'estudis sobre la viabilitat d'estos sistemes en entorns mòbils i dinàmics, amb obstacles que bloquejen els feixos i facen necessari que el sistema es reconfigure. El present treball de Tesi pretén cobrir este espai buit i des d'un punt de vista pràctic, es proposen mecanismes de gestió dels feixos per a ser el seguiment utilitzant els recursos i mecanismes dels que disposa l'estàndard 5G. D'esta manera, les solucions aportades es basen en la utilització eficient dels reports de mesures dels senyals de referència del enllaç descendent. En primer lloc, esta Tesi recull una anàlisi minuciosa de l'estat de l'art on es corrobora la necessitat de aportar solucions de seguiment de feixos per a comunicacions en la banda de freqüències mil·limètriques. A més a més, s'estudien els diferents mecanismes definits a l'estàndard 5G i que possibiliten el seguiment. Cap destacar que l'estàndard no defineix un mecanisme únic, si no que deixa la porta oberta a presentar propostes. Una vegada conegudes les tecnologies, l'estudi es centra en l'impacte del seguiment sobre les prestacions a nivell de xarxa i d'enllaç. Este estudi es realitza sobre un sistema MIMO punt a punt, en una única estació base i un terminal mòbil desplaçant-se en un entorn urbà. En base a simulacions d'extrem a extrem, es quantifica l'índex de seguiment de feix i com l'anomenat seguiment afecta a la relació senyal a soroll més interferència (SINR) i a la taxa instantània de transmissió de l'usuari. Les solucions de seguiment de feixos propostes a la Tesi es poden classificar en dos categories. A la primera categoria, el seguiment de feixos es realitza en base als reports de mesures dels senyals de referència. Independentment de la velocitat, s'arriba a una taxa de seguiment del 91% amb poca penalització de taxa de transmissió si els feixos d'interès es mesuren amb una periodicitat menor a 20 ms. A la segona categoria pertanyen els algoritmes que utilitzen fonts d'informació externes. Dins d'aquesta categoria es proposa un fingerprinting que relaciona un parell de feixos amb la ubicació de l'usuari, i a banda un model d'intel·ligència artificial (IA) que preveu el feix a utilitzar. El fingerprinting ofereix el mateix rendiment. Però, esta solució es molt sensible a errors i requereix considerar tots els casos possibles, fent-la tecnològicament inviable. En canvi, el / [EN] The arrival of the next generation of mobile communication standards, the so-called Fifth Generation (5G), is already a reality. The first commercial networks have begun to be deployed, and they focus on providing higher data rates. However, the 5G standard goes much further from that and aims at providing support to new services which will revolutionise the society. These new services impose a high level of requirements not only in terms of the data traffic speed, but also in terms of very low latency or incredibly large number of simultaneous connections. This wide variety of requirements cannot be technologically supported by the current Fourth Generation (4G) networks, so it became necessary to move forward with a new paradigm for wireless networks. With the promise of large amounts of bandwidth, in the order of GHz, the 5G standard contemplates the use of frequencies in the commonly known Millimetre Wave (mmWave) band. The mmWave band experiences large propagation losses, which are accentuated in blockage events. Regulatory activities worldwide in the mmWave bands attracted the interest of both the industry and the academia. In the last few years, a tremendous number of contributions on mmWave propagation studies and networks have appeared, most of them based on Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) solutions. MIMO architectures allow to beamform, which focuses the radiated energy on certain directions of interest called beams. The additional beam gain compensates the high propagation losses, ensuring the viability of the communications in the mmWave band. There is an evident lack of viability studies of mmWave MIMO systems in mobile and highly-dynamic environments, where obstacles may block beams and forcing frequent re-configurations. This Thesis work aims to fill this gap from a practical approach. This Thesis proposes beam management mechanisms utilising the mechanisms and resources offered by the Third Generation Partnership Project (3GPP) 5G radio access standard: 5G New Radio (NR). The practical solutions are based on the efficient use of measurement reports of standardised downlink Reference Signals (RS). In first place, this Thesis provides a thorough state-of-the-art analysis and corroborates the need of adopting beam tracking solutions for mmWave networks. Then, a complete overview of the 5G standard mechanisms that enable beam tracking is given. The NR standard does not define a standardised mechanism for beam tracking, leaving the door open to proposals to carry out such monitoring. Once the technologies have been identified, the Thesis continues with assessing the impact of the beam tracking strategies on the network and link-level performance. The study is focused on individual point-to-point mmWave links in a realistic urban environment. Based on end-to-end network simulations, the Thesis is interested in assessing the beam tracking success ratio and how beam misalignment affects the perceived Signal to Noise plus Interference Ratio (SINR) and user throughput at pedestrian and vehicular speeds. The beam tracking solutions proposed in this Thesis fall into two categories. The first category monitors beams based on measuring and reporting beamformed RS. Regardless of the speed, this beam tracking category provides up to 91 % tracking performance, with little throughput reduction if the beams of interest are measured with a periodicity below 20 ms. Beam tracking in the second category relies on external information sources. Within this category, this Thesis proposes a fingerprinting database relating beams to the user position and a machine learning (ML) model. Fingerprinting beam tracking is technologically viable and provides similar performance levels. However, this solution is very sensitive to errors and requires considering all possible situations. The ML beam tracking, which makes predictions with a 16 % of estimation error for the reference data set. / I want to thank the Spanish Ministry of Education and Professional Formation for funding this Thesis work with an official pre-doctoral contract grant. / Herranz Claveras, C. (2019). Beam Tracking Strategies for 5G New Radio Networks Operating in the Millimetre Wave Bands [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/130845

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Muestra el proceso seguido para implementar un sistema control de acceso en redes inalámbricas públicas disponibles en bibliotecas, universidades, hoteles, aeropuertos, para la solución nos basaremos en el estándar 802.1x como estándar para el control de acceso a red, manteniendo la facilidad de acceso para los usuarios y que pueda ser integrado a la infraestructura de red inalámbrica existente, tomando como caso de prueba el campus de la Universidad de Ciencias y Humanidades. Con esto se busca que los usuarios puedan utilizar la red inalámbrica de manera segura transmitiendo los datos de manera cifrada y el administrador de red puede tener el control y estadísticas de quienes acceder a su red inalámbrica. Se presenta también un marco teórico relevante al proyecto y el estado del arte donde se muestran diferentes soluciones libres y propietarias para el control de acceso. / Trabajo de suficiencia profesional

In this thesis, we consider an analog antenna combining architecture for a MIMO wireless transceiver, while pointing out its advantages with respect to the traditional MIMO architectures. In the first part of this work, we focus on the transceiver design, especially the calculation of the beamformers that must be applied at the RF. This analysis is performed in an OFDM system under different assumptions on the channel state information. As a result, several criteria and algorithms for the selection of the beamformers are proposed. In the second part, we address the FPGA design and implementation of a baseband processor for this architecture. This baseband processor is based on the standard IEEE 802.11a. Finally, some real-time tests of the implemented baseband processor are carried out both in stand-alone configuration and also with the whole physical layer setup. / En esta tesis consideramos una arquitectura de combinación analógica de antenas para una estación inalámbrica MIMO, señalando las ventajas de ésta con respecto a la arquitectura tradicional MIMO. En la primera parte de este trabajo analizamos el cálculo de los pesos que se deben aplicar en RF. Este análisis es realizado para un sistema OFDM bajo diferentes suposiciones sobre el conocimiento del canal en el transmisor. Como resultado, se ofrecen varios criterios y algoritmos para el cálculo de los pesos. La segunda parte se centra en el diseño y la implementación FPGA de un procesador banda base para esta arquitectura. Este procesador está basando en el estándar IEEE 802.11a. Finalmente se llevan a cabo algunos experimentos en tiempo-real del procesador banda base. Estos experimentos se han realizado tanto con el procesador aislado como integrado en el resto de la capa física del sistema.

El presente informe describe, desde mi rol como Coordinador de Supervisión de Proyectos del PRONATEL, la implementación de una red de banda ancha mixta conformada por fibra óptica y enlaces inalámbricos para la conectividad integral y desarrollo social de la Región Huánuco, con el fin de brindar a los beneficiarios y futuros clientes el acceso a Internet e Intranet. Si bien el uso de Internet en los países en desarrollo ha aumentado rápidamente, este crecimiento es todavía un fenómeno básicamente urbano. Siendo de gran importancia la masificacion de este servicio no solo para las comunidades urbanas, se plantea integrar el distrito de Chavín de Pariarca con un servicio de banda ancha fija, teniendo en cuenta la brecha digital existente en consecuencia de los pocos proyectos de telecomunicaciones en las zonas rurales del país. Entre los principales indicadores como salud, educación y economía que presenta el distrito de Chavín de Pariarca, se buscará que el acceso a Internet pueda ayudarlos a mejorar los bajos niveles de desarrollo. Por lo cual, el aporte profesional para este proyecto estuvo presente en todas las fases mediante la coordinación general de la supervisión del Proyecto Regional Huánuco, cuyo propósito fue dar cumplimiento al Contrato de Financiamiento y a sus especificaciones técnicas. De tal manera, se partió desde la revisión, participación y aprobación del diseño propuesto por la empresa ejecutora en base a lo estipulado en el Contrato hasta la supervisión de la implementación de la Red de Transporte y la Red de Acceso del Proyecto. Con respecto a la gestión del proyecto, se utilizó la metodología PMI, para el cumplimiento de hitos y/o entregables que la empresa ejecutora tenía como responsabilidades contractuales de acuerdo al Cronograma Definitivo y al Contrato de Financiamiento suscrito con el MTC.

En la actualidad, existe una tendencia al crecimiento exponencial de dispositivos conectados a Internet y se estima que para el 2021 sean 21 mil millones los objetos conectados a la red. Además, el acceso al Internet de banda ancha en el Perú se está haciendo cada vez más disponible mientras que los costos de conexión y de la tecnología están disminuyendo. Es así, que todos estos eventos están creando un ecosistema ideal para la adopción de soluciones de Internet de las Cosas. Los diferentes dispositivos conectados a la red, no solo están cambiando la forma en la que los consumidores viven y trabajan, sino que están reorganizando de manera dramática industrias enteras. La industria de retail es uno de los principales sectores que recibirá beneficios de esta nueva tecnología . Se evaluaron las principales dolencias de los retails a través de encuestas a los gerentes de TI de retails nacionales y se determinó que los principales malestares de negocio son las fallas recurrentes de equipos de refrigeración e inventario desactualizado. Además, se concluyó que poseen una estrategia de digitalización y modernización, pero que están en la búsqueda de soluciones que puedan mejorar la experiencia del consumidor. La presente tesis tiene como objetivo el diseño de un sistema de monitoreo en tiempo real de anaqueles y refrigeradoras en un supermercado de Pisco- Perú, basado en una red de sensores utilizando el protocolo Zigbee. Se busca reducir el “out of stock” el cual implica una pérdida en las ventas y decrecimiento en la lealtad de los consumidores; a la vez se busca mecanismos que permitan planear el mantenimiento preventivo de los equipos de conservación para disminuir la probabilidad de que presente fallas. Esto se puede lograr a través de la recolección de datos relevantes de sensores instalados en los anaqueles y coolers, los cuales serán gestionados por una plataforma en la nube que permitirá el procesamiento de eventos, el análisis de datos y la toma de decisión en tiempo real. Además, la totalidad de la información podrá visualizarse desde una interfaz de usuario amigable. En el futuro, la presente tesis puede servir como base para investigaciones y desarrollo de proyectos similares de Internet de las Cosas en ambientes indoor para la industria de retail.

En el presente proyecto de tesis se desarrolló el diseño para el mejoramiento de la Red WiFi de larga distancia del Napo, que fue implementada por el Grupo de Telecomunicaciones Rurales de la PUCP. Para lo cual, se evaluó el estado actual de la red y las limitaciones que esta presenta y de acuerdo a ello, se plantearon los requerimientos técnicos de la red, los cuales permitieron establecer los parámetros de diseño para la nueva red. Los problemas sobre la calidad de los servicios que brinda la red se presentan principalmente en los enlaces de backhaul, dado que no existe suficiente capacidad y por la ausencia de políticas de calidad de servicio. En esta tesis se desarrolló un nuevo diseño de los enlaces de backhaul de la Red del Napo; por lo cual, se evaluaron las distintas tecnologías recientes de banda ancha, asimismo los equipos disponibles en el mercado. Se eligió el equipo WiMAX Modelo LNK-LU150-N de la marca Albentia como la mejor opción; dicho equipo cumplió con los requerimientos técnicos planteados. Los enlaces del backhaul trabajarán en la frecuencia libre de 5.8 GHz con un ancho de banda de canal de 10MHz, y se utilizarán sistemas fotovoltaicos en las zonas donde no se dispone de energía eléctrica comercial para poder energizar los equipos. Asimismo, en esta tesis, se plantea un estudio de las diferentes políticas de calidad de servicio con la finalidad de cumplir los requisitos establecidos preliminarmente. Esto dio como resultado la selección de tipo de calidad de servicio Unsolicited Grant Service (UGS) para voz, Real-time Polling Service (rtPS) para vídeo y Best Effort (BE) para datos. Luego, se presentó la propuesta económica de la implementación de la nueva red. El resultado principal del presente trabajo es una propuesta de ampliación de la capacidad de la red y el establecimiento de políticas de calidad de servicio en el backhaul, lo cual permitiría mejorar los servicios de voz, datos y vídeo que utiliza los centros de salud que son interconectados por la Red del Napo.

El presente proyecto busca apoyar en la solución de uno de los problemas más grandes que existe en nuestro país que es el relacionado al acceso a la información en zonas rurales. Por tal motivo, la solución planteada también debe significar una herramienta muy importante para mejorar la educación y salud en dichos sectores, contribuyendo a su desarrollo, que en su conjunto, significará el desarrollo de nuestro país.

El presente trabajo es el desarrollo de un requerimiento de conectividad entre establecimientos que pertenecen a la red de salud de la región de Madre de Dios. A través de enlaces digitales de alta velocidad, se permitirá la transmisión de información (voz, datos y video), entre la "Dirección Regional de Salud" y los "Centros de Salud" incluido el Hospital San Martín, ubicados en el tramo Puerto Maldonado Iñapari. Se busca el mejoramiento de los servicios asistenciales y administrativos en la atención de la salud, a través de la utilización de enlaces inalámbricos punto a punto de hasta 11 Mbps bajo la norma IEEE 802.11b, y la utilización de equipos de bajo consumo de energía, alimentados por sistemas de generación alternativa, como es la energía fotovoltaica.

La presente tesis se ocupa del diseño de una Red de Telecomunicaciones Rurales para las poblaciones ubicadas en las cuencas de los ríos Paruro, Apurimac y Acomayo dentro de las provincias de Paruro y Acomayo, en la Región Cusco, haciendo uso de la tecnología CDMA en la frecuencia de 450 MHz (CDMA 450 en adelante).