Redes móviles 5G en escenarios críticos y con alto tráfico

摘要

Con la quinta generación de comunicaciones móviles, además de dar respuesta a la esperada demanda masiva de tráfico de datos, se da un gran salto en las utilidades que proporciona el mundo inalámbrico. De entre estas propuestas, se pretende proveer un servicio de banda ancha en entornos de sistemas de transporte de alta velocidad, donde se pueden alcanzar hasta 500 km/h, o de alta movilidad, como son los nuevos Sistemas aéreos dirigidos por control remoto (RPAS), que van a constituir un importante elemento de desarrollo de las comunicaciones en los próximos años.udCon el fin de llevar a cabo estos propósitos, en primer lugar, en este trabajo se han estudiado diferentes modelos de enlace en entorno ferroviario. Se ha separado, por un lado, el enlace tren-tierra y, por otro lado, el enlace que comprende el interior del tren. De este modo, se consigue disponer de información necesaria que permite diseñar un sistema de telecomunicaciones de banda ancha para los usuarios de los ferrocarriles de alta velocidad.udEn segundo lugar, el empleo de RPAS plantea una novedosa manera de medición y evaluación de la cobertura, la capacidad y la calidad de las redes de comunicaciones móviles en tres dimensiones. De forma que el modelado y estudio de la propagación es especialmente complejo. En este sentido, se han realizado pruebas y medidas con un modelo de RPAS equipado con un sistema de medida en un entono suburbano de Madrid.udPor lo tanto, en este proyecto se proponen una serie de soluciones que permiten determinar de manera precisa las características de cada uno de estos entornos, donde las comunicaciones tienen una dificultad adicional por tratarse de escenarios críticos y de alto tráfico. De manera que se han definido casos de uso, para, posteriormente, plantear un nuevo modelo empírico y estadístico de propagación en el entorno ferroviario y en zonas suburbanas con RPAS.udEn definitiva, el objetivo de este trabajo, es dar las claves necesarias para realizar una provisión satisfactoria de un tráfico de datos en un entorno de alta velocidad y asegurar la fiabilidad del enlace en comunicaciones donde se utilicen RPAS, con el fin de que en ningún momento haya una pérdida del control de este tipo de aeronaves.udABSTRACT.udThe upcoming fifth generation (5G) of mobile communications will provide for the anticipated increase in demand for data traffic while enhancing the world of wireless communication. One of the challenges of this new technology is to provide a wideband service in high-speed transport systems, where speeds of up to 500 km/h can be expected, as well as in high mobility environments such as the novel Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS). The latter will constitute a key element in the development of communications during the coming years.udTo meet these new requirements, firstly, a survey of the different link models for train environments was conducted. The link is divided between the train to base-station link, and the onboard-train-link. In this way, the required information to allow for the design of wideband communication systems for high-speed train users is gathered.udSecondly, RPAS require new procedures for the measurement and evaluation of coverage, capacity and quality of mobile communications in three dimensions. The resulting study and modeling of propagation is especially complex. Testing and measurements have been conducted with RPAS equipped with a measurement system in a suburban area.udTherefore, this project presents a series of solutions to precisely characterize the environments where communications suffer due to their critical nature and high data traffic. Test cases have been used to build a new empirical and statistical propagation model within train environments and suburban areas using RPAS.udUltimately, the goal of this work is to determine the necessary factors for successful communications in high-speed environments, ensuring reliability in RPAS links to avoid control issues with this kind of aircraft.