Diseño e implementación de un enlace inalámbrico de comunicación terrestre a frecuencia de 1,27GHz
El presente documento expone el diseño e implementación de un radioenlace inalámbrico terrestre de corto alcance en la banda de 1,27 GHz para la transmisión de información. Dicho enlace se planteó como una solución de comunicaciones para respaldar futuros sistemas de monitoreo remoto en zonas de dif...
- Autores:
-
Galvis Pinzón, Carlos Andrés
- Tipo de recurso:
- https://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad El Bosque
- Repositorio:
- Repositorio U. El Bosque
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- Palabra clave:
- Telecomunicaciones
Radioenlace
Modulación digital
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El presente documento expone el diseño e implementación de un radioenlace inalámbrico terrestre de corto alcance en la banda de 1,27 GHz para la transmisión de información. Dicho enlace se planteó como una solución de comunicaciones para respaldar futuros sistemas de monitoreo remoto en zonas de difícil acceso como la Amazonía colombiana. En una primera etapa, se evaluaron diferentes opciones de antenas comerciales óptimas para establecer el enlace punto a punto en la frecuencia de operación especificada. Posteriormente, se desarrollaron en MATLAB códigos para implementar diversos esquemas de modulación digital como QPSK y QAM sobre plataformas de radio definida por software USRP. Estas técnicas fueron aplicadas para transmitir información de forma inalámbrica del radioenlace. Los resultados experimentales demostraron un desempeño diferencial según el esquema y tipo de datos. La transmisión de texto, tanto con 16-QAM como con QPSK, logró una tasa de error despreciable permitiendo su correcta transmisión y recepción. Se concluyó que, si bien el radioenlace fue exitoso para texto corto, se requieren esquemas de modulación/codificación más robustos y potencias mayores para permitir una transmisión confiable de imágenes de alta resolución en entornos desafiantes. |
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H. N. Sares Quiroz, “Implementación de un sistema de transmisión y recepción inalámbrica OFDM de imagen en ambiente real usando USRP y LabVIEW”, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, 2016. N. E. Arévalo Arias, “Transmisión y recepción de imagen con modulación QPSK usando radio definido por software”, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, 2017. J. R. Sanabria Lemos y D. A. Nieva Suárez, “Sistema de comunicación SDR para modulaciones PSK y QAM”, Universidad Autónoma de Occidente, Santiago de Cali, 2018. [En línea]. Disponible en: https://red.uao.edu.co/server/api/core/bitstreams/0e194d3c-101c-4ad4-b2e3-7f6f8e8bdd95/content C. A. Guio Rodríguez, L. F. Jiménez, J. N. Cuadrado González, y G. A. Rodríguez Penagos, “Plan de Manejo Parque Nacional Natural Rio Pure”. 2004. Y. Xing y T. S. Rappaport, “Terahertz Wireless Communications: Co-sharing for Terrestrial and Satellite Systems above 100 GHz”, IEEE Communications Letters, pp. 1–5, mayo de 2021. A. 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Balanis, “Radiation Pattern”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 25. K. W. Pérez Albuja, “Diseño de la red inalámbrica de área metropolitana, para proveer servicios de internet, aplicando el estándar IEEE 802”, Ibarra, 2017. C. A. Balanis, “Radiation Pattern”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 35. C. A. Balanis, “Radiation Intensity”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 37. C. A. Balanis, “Directivity”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 41. G. de J. Alarcón Hernández y W. Reyes Contreras, “Diseño de una antena serpenteada para aplicaciones de RFID en la banda UHF 915 MHz”, Instituto Politécnico Nacional, México D.F., 2015. “IEEE Standard Definitions of Terms for Antennas”, IEEE Std 145-1983, pp. 1–31, 1983, doi: 10.1109/IEEESTD.1983.82386. J. M. 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Estas técnicas fueron aplicadas para transmitir información de forma inalámbrica del radioenlace. Los resultados experimentales demostraron un desempeño diferencial según el esquema y tipo de datos. La transmisión de texto, tanto con 16-QAM como con QPSK, logró una tasa de error despreciable permitiendo su correcta transmisión y recepción. Se concluyó que, si bien el radioenlace fue exitoso para texto corto, se requieren esquemas de modulación/codificación más robustos y potencias mayores para permitir una transmisión confiable de imágenes de alta resolución en entornos desafiantes.Ingeniero ElectrónicoPregradoThis document exposes the design and implementation of a short-range terrestrial wireless radio link in the 1.27 GHz band for the transmission of information. This link was proposed as a communications solution to support future remote monitoring systems in difficult-to-access areas such as the Colombian Amazon. In a first stage, different optimal commercial antenna options were evaluated to establish the point-to-point link at the specified operating frequency. Subsequently, codes were developed in MATLAB to implement various digital modulation schemes such as QPSK and QAM on USRP software-defined radio platforms. These techniques were applied to transmit information wirelessly from the radio link. The experimental results demonstrated differential performance depending on the scheme and data type. Text transmission, both 16-QAM and QPSK achieved a negligible error rate allowing correct transmission and reception. It was concluded that while the radio link was successful for short text, more robust modulation/coding schemes and higher powers are required to enable reliable transmission of high-resolution images in challenging environments.application/pdfAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Acceso abiertohttps://purl.org/coar/access_right/c_abf2http://purl.org/coar/access_right/c_abf2TelecomunicacionesRadioenlaceModulación digital621.381TelecommunicationsRadio linkDigital modulationDiseño e implementación de un enlace inalámbrico de comunicación terrestre a frecuencia de 1,27GHzDesign and implementation of a wireless terrestrial communication link at a frequency of 1.27GHzIngeniería ElectrónicaUniversidad El BosqueFacultad de IngenieríaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttps://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaH. N. Sares Quiroz, “Implementación de un sistema de transmisión y recepción inalámbrica OFDM de imagen en ambiente real usando USRP y LabVIEW”, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, 2016.N. E. Arévalo Arias, “Transmisión y recepción de imagen con modulación QPSK usando radio definido por software”, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, 2017.J. R. Sanabria Lemos y D. A. Nieva Suárez, “Sistema de comunicación SDR para modulaciones PSK y QAM”, Universidad Autónoma de Occidente, Santiago de Cali, 2018. [En línea]. Disponible en: https://red.uao.edu.co/server/api/core/bitstreams/0e194d3c-101c-4ad4-b2e3-7f6f8e8bdd95/contentC. A. Guio Rodríguez, L. F. Jiménez, J. N. Cuadrado González, y G. A. Rodríguez Penagos, “Plan de Manejo Parque Nacional Natural Rio Pure”. 2004.Y. Xing y T. S. Rappaport, “Terahertz Wireless Communications: Co-sharing for Terrestrial and Satellite Systems above 100 GHz”, IEEE Communications Letters, pp. 1–5, mayo de 2021.A. N. del Espectro, “Cuadro Nacional de Atribución de Bandas de Frecuencia”, 2017.Wayne. Tomasi, “EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO”, en Sistemas de comunicaciones eléctricas., 4a ed., Pearson Education, Inc., 2003, pp. 4–6.J. A. Bava y A. J. Sanz, Microondas y recepción satelital. Editorial Hispano Americana, 1995.Unión internacional de Telecomunicaciones UIT, “Nomenclatura de las bandas de frecuencias y de las longitudes de onda empleadas en telecomunicaciones”, vol. V.431-8. Ginebra, suiza, 2015. [En línea]. Disponible en: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/v/R-REC-V.431-8-201508-I!!PDF-S.pdfWayne. Tomasi, “EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO”, en Sistemas de comunicaciones eléctricas., 4a ed., Pearson Education, Inc., 2003, pp. 4–6.P. V Nikitin y K. V. S. Rao, “Antennas and Propagation in UHF RFID Systems”, en 2008 IEEE International Conference on RFID, 2008, pp. 277–288. doi: 10.1109/RFID.2008.4519368.J. L. Martinez, “¿Qué es un radioenlace?” [En línea]. 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Balanis, “Radiation Pattern”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 25.K. W. Pérez Albuja, “Diseño de la red inalámbrica de área metropolitana, para proveer servicios de internet, aplicando el estándar IEEE 802”, Ibarra, 2017.C. A. Balanis, “Radiation Pattern”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 35.C. A. Balanis, “Radiation Intensity”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 37.C. A. Balanis, “Directivity”, en Antenna Theory Analysis and Design, 4a ed., John Wiley & Sons, Inc., 2016, p. 41.G. de J. Alarcón Hernández y W. Reyes Contreras, “Diseño de una antena serpenteada para aplicaciones de RFID en la banda UHF 915 MHz”, Instituto Politécnico Nacional, México D.F., 2015.“IEEE Standard Definitions of Terms for Antennas”, IEEE Std 145-1983, pp. 1–31, 1983, doi: 10.1109/IEEESTD.1983.82386.J. M. 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